ESA giver grønt lys til SMILE-missionen med Kina

Solvindens Magnetosfære Ionosfære Link Explorer, SMIL, har fået grønt lys til implementering af ESA's Science Program Committee. Meddelelsen baner vejen for fuld udvikling af denne nye mission for at udforske forbindelsen mellem sol og jord, som vil blive gennemført i samarbejde med Kina.

SMILE forventes at revolutionere videnskabsmænds forståelse af de fysiske processer, der finder sted under den kontinuerlige interaktion mellem partikler i solvinden og Jordens magnetiske skjold – magnetosfæren.

Missionen vil være en stor videnskabelig indsats i samarbejde mellem ESA og Kina, i forlængelse af succesen med Double Star / Tan Ce-missionen, der fløj mellem 2003 og 2008. I modsætning til Double Star, som startede som et kun Kina-projekt, SMILE er fra starten tænkt som en fælles ESA-Kina-mission.

Det videnskabelige samarbejde begyndte med to workshops – en afholdt i Kina, en i Europa – der blev afholdt for at lette samarbejdet mellem kinesisk- og europæisk baserede forskere. Dette blev efterfulgt af en fælles indkaldelse af forslag, der blev udsendt i januar 2015 af ESA's Directorate of Science and Robotic Exploration og det kinesiske videnskabsakademi (CAS).

Efter udvælgelse i november 2015, detaljerede undersøgelser foretaget af ESA, CAS, tre europæiske industrientreprenører og Science Study Team har færdiggjort missionsarkitekturen, herunder de rum- og jordelementer, der kræves for at opfylde de naturvidenskabelige krav.

Under de nuværende planer, rumfartøjet på 2200 kg vil blive opsendt af en europæisk Vega-C raket eller Ariane 6-2 i 2023, og efterfølgende placeres i en stærkt skrånende elliptisk bane omkring Jorden. Hver 51. time, SMILE vil flyve ud til 121.000 km – næsten en tredjedel af afstanden til månen – og give den et længere udsyn over Jordens nordlige polarområder. Den vil derefter vende tilbage til inden for 5000 km fra planeten for at downloade sin skatkammer af lagrede data til en ESA-jordstation i Antarktis og CAS-jordstationen i Sanya, Kina.

Fra denne usædvanligt langstrakte bane, satellitten vil være i stand til at foretage kontinuerlige observationer af nøgleområder i det nære Jord-rum over en periode, der varer mere end 40 timer. Disse vil omfatte samtidige billeder og film af magnetopausen – grænsen, hvor Jordens magnetosfære møder solvinden – såvel som polarspidserne, og regionen oplyst af nordlyset, eller aurora borealis.

SMILE vil give forskerne muligheden for at observere disse nøgleområder af sol-Jord-interaktion i så lange perioder for første gang. Den primære mission vil vare tre år.

Den videnskabelige nyttelast består af fire instrumenter:to fra Europa og Canada, og to fra Kina.

Den innovative bredfelts Soft X-ray Imager (SXI), leveret af Det Forenede Kongerige Rumorganisation og andre europæiske institutioner, vil opnå unikke målinger af de områder, hvor solvinden påvirker magnetosfæren. Det Canada-ledede Ultra-Violet Imager (UVI) vil studere den globale distribution af nordlys.

De to kinesiske instrumenter, Light Ion Analyzer (LIA) og Magnetometer (MAG), vil måle de energiske partikler i solvinden og ændringer i det lokale magnetfelt.

ESA er også ansvarlig for nyttelastmodulet, rumfartøjs testfaciliteter, løfteraket, lancere kampagne, den primære jordstation; ESA vil dele videnskabelige operationer med CAS. En kontrakt for industrien om at bygge nyttelastmodulet vil blive annonceret til sin tid, og al samling af rumfartøjer og testaktiviteter vil finde sted i Europa.

National Space Science Center (NSSC/CAS) i Kina er ansvarlig for rumfartøjsplatformen, test af rumfartøjer, og mission og videnskabsoperationer. Platformen vil blive bygget i Shanghai af Innovation Academy for Microsatellites (IAMC/CAS).

Ifølge ESA's SMILE-undersøgelsesforsker, Philippe Escoubet, missionen vil muliggøre vigtige gennembrud i studier af den stadigt skiftende vekselvirkning mellem Jordens magnetfelt og solvinden.

"SMILE vil levere de første røntgenbilleder og film af regionen, hvor solvinden slår ind i magnetosfæren, " siger Philippe. "Det vil også give det længste ultraviolette billede nogensinde af det nordlige nordlys, gør det muligt for forskere at se, hvordan nordlyset ændrer sig over tid og at forstå, hvordan geomagnetiske storme udvikler sig."