Alle missioner om bord til NASA-heliofysikforskning

Forskere har studeret det nære Jord-miljø i mere end et århundrede, men mange mysterier – som hvor de energiske partikler, der gennemsyrer området, stammer fra og får energi – er stadig tilbage. I en ny type samarbejdsundersøgelse, forskere kombinerede data fra 16 separate NASA og Los Alamos National Laboratory (LANL) rumfartøjer for at forstå, hvordan et partikelfænomen i det magnetiske miljø omkring Jorden opstår. Disse begivenheder, kaldet understorme, kan forårsage nordlys, forstyrre GPS-kommunikation og, når de er mest intense, beskadige elnet.

For at få et globalt billede, forskerne brugte data fra fire individuelle NASA-missioner - Magnetospheric Multiscale-missionen, Van Allen Probes mission, Geotail, og tidshistorien for begivenheder og makroskala-interaktioner under Substorms-missionen – plus LANL-GEO-rumfartøjet. Denne forskning viser, hvordan NASA heliofysiske missioner - heliofysik er studiet af arten af ​​ladede partikler og energi i rummet, samt hvordan de påvirkes af Solen - kan arbejde sammen.

Forskerne valgte en begivenhed i en stille periode i det nære Jordens rummiljø, som de antog ville give en simpel sag, der ville være let at modellere. Det, de fandt, beviste det modsatte.

"Selv for denne lille begivenhed, det er enormt komplekst, " sagde Drew Turner, forsker ved The Aerospace Corporation i El Segundo, Californien. "Dette viser, at vi endnu ikke har et godt globalt billede af, hvad der sker under små understorme, endsige under de store jogler."

Data fra hver enkelt mission er kun i stand til at give et øjebliksbillede af, hvordan omgivelserne ser ud på et bestemt sted og et bestemt tidspunkt. Selvom dette gør det muligt for videnskabsmænd at forstå nogle rumplasma-fænomener i detaljer, det er svært at få et samlet billede af, hvor partiklerne kom fra, og hvor de er på vej hen. Imidlertid, ved at kombinere datasæt fra rumfartøjer placeret på steder spredt rundt om Jorden, Turner og hans team var i stand til at løse store spørgsmål om partikelbevægelse.

"Hvert rumfartøj spiller en unik rolle, " sagde Turner. "Når vi bevæger os fremad og fortsætter med at forme fremtiden for magnetosfærisk fysik, det globale billede af understorme og andre vigtige fænomener vil blive klarere, efterhånden som flere rumfartøjer bliver indsat ved hjælp af innovative orbitale konfigurationer og instrumentering."

Ud over at få et overblik over, hvor kompliceret systemet kan være, resultaterne hjalp også forskerne med at lære om substormens struktur.

"Vi betragter ofte understorme som 'byggestenene' i solvindens og magnetosfærens interaktion - det grundlæggende element, sagde David Sibeck, THEMIS-projektforsker og Van Allen Probes missionsforsker ved NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland. "Det er en af ​​grundene til, at vi studerer dem."

Forskerne, ved hjælp af jordbaserede magnetometre, fundet en signatur af det, der er kendt som en understormstrømkile - et af hovedtrækkene i en klassisk understorm. Dette resultat, kombineret med rumfartøjets data, viste, at der er aktivitet omkring Jorden i mere end en time op til kiledannelse, en proces, der tidligere har været heftigt debatteret. Deres resultater er blevet offentliggjort i Journal of Geophysical Research .

Turner og hans team kigger allerede på flere begivenheder for at se, om det, de har fundet i den første begivenhed, er typisk for substorme. Nu hvor en af ​​missionerne - Magneotspheric Multiscale-missionen - er i en ny bane, der tager den far fra Jorden, holdet forventer at kunne se begivenhedernes oprindelse og forhåbentlig fange et fuldstændigt start-til-slut billede af en substom begivenhed.

De fire NASA-missioner, der bruges i denne undersøgelse, er en del af NASAs Heliophysics-flåde af missioner under NASAs Solar Terrestrial Probes, At leve med en stjerne og Explorers-programmer, som sigter mod at forstå grundlæggende plasmafysiske spørgsmål og det dynamiske jord-sol-miljø, vi lever i.