NASA's Space Environment Testbeds, of SET, zal in juni 2019 gelanceerd worden voor zijn missie om te onderzoeken hoe satellieten in de ruimte beter kunnen worden beschermd. SET krijgt een rit naar de ruimte op een ruimtevaartuig van de US Air Force Research Lab aan boord van een SpaceX Falcon Heavy-raket van NASA's Kennedy Space Center in Florida.

SET bestudeert de aard van de ruimte zelf - die niet helemaal leeg is, maar boordevol straling - en hoe het ruimtevaartuigen en elektronica in een baan om de aarde beïnvloedt. Energetische deeltjes van de zon of de verre ruimte kunnen geheugenschade of computerstoringen op ruimtevaartuigen veroorzaken, en na verloop van tijd, hardware degraderen. SET probeert deze effecten beter te begrijpen om het ontwerp van ruimtevaartuigen te verbeteren, Engineering, en operaties, en toekomstige afwijkingen te voorkomen. Bescherming van ruimtevaartuigen is een belangrijk onderdeel van de missie van NASA, aangezien het Artemis-programma van het bureau de maan en daarbuiten wil verkennen.

"Aangezien ruimtestraling een van de belangrijkste gevaren is die ruimtemissies tegenkomen, het onderzoeken van manieren om hun overlevingsvermogen in deze barre omgevingen te verbeteren, zal de overlevingskansen van nabije-aardemissies vergroten, evenals missies naar de maan en Mars, " zei Reggie Eason, SET-projectmanager bij NASA-hoofdkwartier in Washington.

SET richt zijn blik op een deel van de ruimte nabij de aarde dat het slotgebied wordt genoemd:de opening tussen twee van de enorme stralingsgordels van de aarde, ook wel bekend als de Van Allen riemen. De donutvormige Van Allen-gordels bruisen van de straling die wordt gevangen door het magnetische veld van de aarde. Waar SET-banen als rustiger worden beschouwd, maar waarvan bekend is dat deze varieert tijdens extreme ruimteweerstormen die door de zon worden aangedreven. Hoeveel het precies verandert, en hoe snel, blijft onzeker.

"Er zijn niet te veel metingen geweest om ons te vertellen hoe slecht het gaat in de slotregio, " zei Michael Xapsos. Xapsos is een van de twee leden van het SET Project Scientist Team naast astrofysicus Yihua Zheng bij NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland. "Daarom gaan we daarheen. Voordat we daar satellieten plaatsen, je moet je bewust zijn van hoe veranderlijk de omgeving is, ' zei Xapsos.

De slotregio is aantrekkelijk voor satellieten, vooral navigatie- en communicatiesatellieten, omdat vanaf ongeveer 12, 000 mijl omhoog, het biedt niet alleen een relatief vriendelijke stralingsomgeving, maar ook een weids uitzicht op de aarde. Tijdens intense magnetische stormen, echter, energetische deeltjes uit de buitenste gordel kunnen het gleufgebied binnenstormen.

SET zal de slotregio onderzoeken, het verstrekken van enkele van de eerste dagelijkse weermetingen van deze specifieke buurt in de ruimte nabij de aarde. De missie bestudeert ook de fijne details van hoe straling instrumenten beschadigt en test verschillende methoden om ze te beschermen, ingenieurs helpen bij het bouwen van onderdelen die beter geschikt zijn voor ruimtevluchten.

"Elektronische apparaten zijn tegenwoordig zo klein, ingewikkeld en snel, " zei Xapsos. Hoe kleiner een apparaat is, hoe kwetsbaarder het is voor stralingsschade, en hoe uitdagender het is om zijn prestaties in de ruimte te voorspellen. "Met SET kunnen we beter begrijpen wat er gebeurt als een ion een apparaat raakt, en om modellen te verbeteren voor hoe vaak deze verstoringen voorkomen."

Er zijn twee soorten stralingsschade die SET bestudeert. De eerste staan ​​bekend als effecten van één gebeurtenis, dat wil zeggen, wat er gebeurt als een hoogenergetisch ion versneld door een zonne-uitbarsting of van een galactische kosmische straal elektronica doorboort. Deze stakingen gebeuren willekeurig, één deeltje tegelijk, en laad een circuit met extra elektrische lading. Het resultaat kan een gegevensomslag zijn - in binaire code, bijvoorbeeld, een 0 omdraaien naar een 1 - die van invloed is op het opgeslagen geheugen of de programma's die ruimtevaartuigen uitvoeren. Veel ruimtevaartuigen zijn uitgerust om te herstellen van deze problemen, maar in het ergste geval ze kunnen systeemcrashes en catastrofale schade veroorzaken.

Maar deze dramatische klappen zijn niet de enige zorg - mildere straling na verloop van tijd degradeert ook circuits. Geladen deeltjes gevangen in de stralingsgordels weerselektronica, hun prestaties geleidelijk verminderen naarmate ze langer in een baan om de aarde zijn.

SET is uitgerust met een ruimteweermonitor en drie printplaatexperimenten - elk niet groter dan een ansichtkaart - om beide soorten schade te bestuderen.

CREDANCE - een afkorting voor de Cosmic Radiation Environment Dosimetry and Charging Experiment - is de ruimteweermonitor van SET, gebouwd om kosmische straling en deeltjes in de stralingsgordels te onderzoeken. Dit zijn de hoogenergetische fragmenten van atomen die de muren van ruimtevaartuigen kunnen doorboren, schadelijke elektronica.

Twee experimenten met printplaten bestuderen ook enkelvoudige gebeurteniseffecten. COTS-2 - staat voor Commercial Off the Shelf - verzamelt informatie over de frequentie van enkelvoudige gebeurteniseffecten en hoe deze te verminderen, especially in specialized computer chips. DIME—short for the Dosimetry Intercomparison and Miniaturization Experiment—consists of two separate boards that together demonstrate six different ways to measure space radiation using affordable, commercially available parts. The experiment can help future missions decide the best way to monitor radiation for their spacecraft.

Another circuit board experiment focuses on total radiation dose. ELDRS—short for Enhanced Low Dose Rate Sensitivity—is named for the mystery it studies:the ELDRS effect. This is what engineers call the intensified damage that certain types of electronics face when exposed to mild radiation over time—as opposed to the lesser damage experienced if exposed to the same total dose all at once. Information from this experiment will help improve test methods on Earth to make electronics space-ready.

Samen, the SET experiments will expand our understanding of the near-Earth space environment and how its radiation impacts instruments. "SET data will directly go into improving our models so we can better evaluate the radiation environment future missions will encounter, " said Goddard aerospace engineer Megan Casey. Models are a key component in selecting and testing any electronics destined for spaceflight.

SET is part of the Space Environment Effects (SFx) experiment, one of three experiments on board the Demonstration and Science Experiments, or DSX, spacecraft being launched by the U.S. Air Force.

DSX is launching as part of the Space Test Program-2 (STP-2) mission, managed by the U.S. Air Force Space and Missile Systems Center (SMC). SET is one of four NASA missions on this STP-2 launch—all of which are dedicated to improving technology in space. DSX separates from the launch vehicle approximately 3.5 hours after launch.

SET is the latest addition to NASA's fleet of heliophysics observatories. NASA heliophysics missions study a vast interconnected system from the Sun to the space surrounding Earth and other planets, and to the farthest limits of the Sun's constantly flowing stream of solar wind. SET's observations provide key information on the Sun's effects on our spacecraft, enabling further exploration of space.