Van Allen-sonderne begynder den sidste fase af udforskningen i Jordens strålingsbælter

To hårde, robust, NASA rumfartøjer har kredset om Jorden i de sidste seks et halvt år, gentagne gange flyver gennem en farlig zone af ladede partikler omkring vores planet kaldet Van Allen-strålingsbælterne. Tvillingen Van Allen Probes, lanceret i august 2012, har bekræftet videnskabelige teorier og afsløret nye strukturer og processer, der virker i disse dynamiske regioner. Nu, de starter en ny og sidste fase i deres udforskning.

Den 12. feb. 2019, en af ​​de to Van Allen Probes begynder en række kredsløbsmanøvrer for at bringe sit laveste kredsløbspunkt, kaldet perigeum, knap 190 miles tættere på Jorden. Dette vil bringe perigeum fra omkring 375 miles til omkring 190 miles - en ændring, der vil placere rumfartøjet for en eventuel genindtræden i Jordens atmosfære omkring 15 år efter linjen.

"For at Van Allen-sonderne skal have en kontrolleret genindtræden inden for en rimelig tid, vi skal sænke perigeum, " sagde Nelli Mosavi, projektleder for Van Allen Probes ved Johns Hopkins Applied Physics Laboratory, eller APL, i Laurel, Maryland. "I den nye højde, aerodynamisk modstand vil bringe satellitterne ned og til sidst brænde dem op i den øvre atmosfære. Vores mission er at opnå store videnskabelige data, og også for at sikre, at vi forhindrer mere rumaffald, så de næste generationer har mulighed for også at udforske rummet."

Den anden af ​​de to Van Allen Probes vil følge trop i marts, også kommanderet af missionsoperationsteamet ved APL, som har designet og bygget satellitterne.

Van Allen-sonderne tilbringer det meste af deres kredsløb inden for Jordens strålingsbælter:doughnut-formede bånd af strømførende partikler - protoner og elektroner - fanget i Jordens magnetfelt. Disse hurtigt bevægende partikler skaber stråling, der kan forstyrre satellitelektronik og endda kan udgøre en trussel for astronauter, der passerer gennem dem på interplanetariske rejser. Formen, strålingsbælternes størrelse og intensitet ændrer sig som reaktion på solaktivitet, hvilket gør det svært at forudsige deres tilstand.

Oprindeligt udpeget som en to-årig mission - baseret på forudsigelser om, at intet rumfartøj kunne operere meget længere end i de hårde strålingsbælter - har disse robuste rumfartøjer opereret uden hændelser siden 2012, og fortsætte med at muliggøre banebrydende opdagelser om Van Allen bælterne.

"Van Allen Probes-missionen har gjort et enormt stykke arbejde med at karakterisere strålingsbælterne og give os den omfattende information, der er nødvendig for at udlede, hvad der foregår i dem, sagde David Sibeck, missionsforsker for Van Allen Probes ved NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland. "Selve overlevelsen af ​​disse rumfartøjer og alle deres instrumenter, stort set uskadt, efter alle disse år er en bedrift og en lektion lært om, hvordan man designer rumfartøjer."

Hvert rumfartøj vil blive flyttet til et nyt, lavere perigeum på omkring 190 miles over Jorden gennem en serie på fem to-timers motorforbrændinger. Fordi Van Allen-sonderne drejer, mens de er i kredsløb, datoerne for disse forbrændinger skulle vælges med omhu. Den nødvendige geometri sker kun en eller to gange om året:for rumfartøj B, den periode falder 12-22 februar i år, og for rumfartøj A, det er 11-22 marts.

Motorforbrændingerne vil hver bruge omkring 4,4 pund drivmiddel, efterlader rumfartøjet med nok brændstof til at holde deres solpaneler rettet mod Solen i omkring et år mere.

"Vi vil fortsætte med at operere og få ny videnskab i vores nye kredsløb, indtil vi er løbet tør for brændstof, på hvilket tidspunkt vil vi ikke være i stand til at pege vores solpaneler mod Solen for at drive rumfartøjets systemer, " sagde Mosavi.

I løbet af deres sidste år eller deromkring af livet, Van Allen-sonderne vil fortsætte med at indsamle data om Jordens dynamiske strålingsbælter. Og deres nye, lavere gennemløb gennem Jordens atmosfære vil også give ny indsigt i, hvordan ilt i Jordens øvre atmosfære kan nedbryde satellitinstrumenter – information, der kan hjælpe ingeniører med at designe mere modstandsdygtige satellitinstrumenter i fremtiden.

"Rumfartøjet og instrumenterne har givet os en utrolig indsigt i rumfartøjers operationer i et miljø med høj stråling, " sagde Mosavi. "Alle på missionen føler en ægte følelse af stolthed og præstation over det arbejde, vi har udført, og den videnskab, vi har leveret til verden - selv når vi begynder at de-kredse manøvrer."