Det første Solar Orbiter-instrument sender målinger

Data indsamlet med Magnetometer-instrumentet (MAG) under indsættelsen af instrumentbommen på ESA's Solar Orbiter-rumfartøj viser, hvordan magnetfeltet falder fra rumfartøjets nærhed til det sted, hvor instrumenterne faktisk er udplaceret. Solar Orbiter blev opsendt den 10. februar 2020 fra NASAs Kennedy Space Center i Cape Canaveral, Florida. Magnetometrets to sensorer blev slukket omkring 21 timer efter ophævelse, og udsættelsen af bommen fandt sted næsten tre dage efter opstart, den 12. februar. Første mål fra MAG, modtaget efter indsættelsen af højforstærkningsantennen den 13. februar, vis niveauet af det magnetiske felt falde med omkring en størrelsesorden i løbet af den samlede 30-minutters implementeringssekvens. I første omgang, dataene afspejlede for det meste rumfartøjets magnetfelt, der henviser til, at ved afslutningen af proceduren, forskere fik det første glimt af det væsentligt svagere magnetfelt i det omgivende miljø. Dataene i denne grafik viser implementeringen af det andet boomsegment, som startede omkring 19:04 UTC. Den højre halvdel af grafen viser værdien af det interplanetariske magnetfelt. Solar Orbiter bærer en suite af 10 instrumenter, omfattende in situ og fjernmåling, at observere den turbulente soloverflade, solens varme ydre atmosfære, og ændringer i solvinden. Fjernregistrerende nyttelaster vil udføre højopløsningsbilleder af solens atmosfære – koronaen – såvel som solskiven. In situ instrumenter vil måle solvinden og solens magnetfelt i nærheden af orbiteren. Solar Orbiter er en ESA-ledet mission med stærk NASA-deltagelse. Hovedentreprenøren er Airbus Defence and Space i Stevenage, Storbritannien. Kredit:ESA; Data:ESA/Solar Orbiter/MAG

De første målinger med et Solar Orbiter videnskabeligt instrument nåede jorden torsdag den 13. februar, hvilket gav en bekræftelse til de internationale videnskabshold, at magnetometret om bord er ved godt helbred efter en vellykket indsættelse af rumfartøjets instrumentboom.

Solar Orbiter, ESA's nye soludforskende rumfartøj, lanceret mandag den 10. februar. Den bærer ti videnskabelige instrumenter, hvoraf fire måler egenskaber af miljøet omkring rumfartøjet, især solvindens elektromagnetiske karakteristika, strømmen af ladede partikler, der strømmer fra solen. Tre af disse 'in situ' instrumenter har sensorer placeret på den 4,4 m lange bom.

"Vi måler magnetfelter tusindvis af gange mindre end dem, vi kender på Jorden, " siger Tim Horbury fra Imperial College London, Principal Investigator for Magnetometer-instrumentet (MAG). "Selv strømme i elektriske ledninger gør magnetfelter langt større end det, vi skal måle. Det er derfor, vores sensorer er på en bom, for at holde dem væk fra al den elektriske aktivitet inde i rumfartøjet."

Observerer det magnetiske felt, når bommen udløses

Jordkontrollører ved European Space Operations Center i Darmstadt, Tyskland, tændte magnetometrets to sensorer (den ene nær enden af bommen og den anden tæt på rumfartøjet) cirka 21 timer efter afgang. Instrumentet registrerede data før, under og efter bommens indsættelse, giver forskerne mulighed for at forstå rumfartøjets indflydelse på målinger i rummiljøet.

Data indsamlet med Magnetometer-instrumentet (MAG) under indsættelsen af instrumentbommen på ESA's Solar Orbiter-rumfartøj viser, hvordan magnetfeltet falder fra rumfartøjets nærhed til det sted, hvor instrumenterne faktisk er udplaceret. Solar Orbiter blev opsendt den 10. februar 2020 fra NASAs Kennedy Space Center i Cape Canaveral, Florida. Magnetometrets to sensorer blev slukket cirka 21 timer efter ophævelse, og udsættelsen af bommen fandt sted næsten tre dage efter opstart, den 12. februar. Første målinger fra MAG, modtaget efter indsættelsen af højforstærkningsantennen den 13. februar, vis niveauet af det magnetiske felt falde med omkring en størrelsesorden i løbet af den samlede 30-minutters implementeringssekvens. I første omgang, dataene afspejlede for det meste rumfartøjets magnetfelt, der henviser til, at ved afslutningen af proceduren, forskere fik det første glimt af det væsentligt svagere magnetfelt i det omgivende miljø. Dataene i denne animerede grafik viser implementeringen af det andet boomsegment, som startede omkring 19:04 UTC. Den højre halvdel af grafen viser værdien af det interplanetariske magnetfelt. Solar Orbiter bærer en suite af 10 instrumenter, omfattende in situ og fjernmåling, at observere den turbulente soloverflade, solens varme ydre atmosfære, og ændringer i solvinden. Fjernregistrerende nyttelaster vil udføre højopløselig billeddannelse af solens atmosfære – koronaen – såvel som solskiven. In situ instrumenter vil måle solvinden og solens magnetfelt i nærheden af orbiteren. Solar Orbiter er en ESA-ledet mission med stærk NASA-deltagelse. Hovedentreprenøren er Airbus Defence and Space i Stevenage, Storbritannien. Kredit:Rumfartøj:ESA/ATG Medialab; Data:ESA/Solar Orbiter/MAG

"De data, vi modtog, viser, hvordan magnetfeltet falder fra rumfartøjets nærhed til det sted, hvor instrumenterne rent faktisk er placeret, " tilføjer Tim. "Dette er en uafhængig bekræftelse af, at bommen faktisk blev udløst, og at instrumenterne vil, Ja, give nøjagtige videnskabelige målinger i fremtiden."

Da titanium/kulfiber-boomet strakte sig ud over en samlet 30-minutters periode onsdag, næsten tre dage efter afgang, forskerne kunne observere niveauet af magnetfeltet falde med omkring en størrelsesorden. Mens de i begyndelsen mest så det magnetiske felt i rumfartøjet, i slutningen af proceduren, de fik det første glimt af det væsentligt svagere magnetfelt i det omgivende miljø.

"Måler før, i løbet af, og efter bommens udsættelse hjælper os med at identificere og karakterisere signaler, der ikke er knyttet til solvinden, såsom forstyrrelser, der kommer fra rumfartøjets platform og andre instrumenter, " siger Matthieu Kretzschmar, af Laboratoire de Physique et Chimie de l'Environnement et de l'Espace i Orleans, Frankrig, Led co-investigator bag en anden sensor placeret på bommen, højfrekvensmagnetometeret på radio- og plasmabølgeinstrumentet (RPW).

"Rumfartøjet gennemgik omfattende test på jorden for at måle dets magnetiske egenskaber i en speciel simuleringsfacilitet, men vi kunne ikke fuldt ud teste dette aspekt før nu, i rummet, fordi testudstyret normalt forhindrer os i at nå det nødvendige meget lave niveau af magnetfeltsvingninger, " tilføjer han.

Næste, instrumenterne skal kalibreres, før sand videnskab kan begynde.

Opvarmning til videnskab

Mærket diagram, der viser en udskæring af Solar Orbiters pakke med ti videnskabelige instrumenter, der vil studere solen. Der er to typer:in situ og fjernmåling. In situ-instrumenterne måler forholdene omkring selve rumfartøjet. Fjernmålingsinstrumenterne måler, hvad der sker på store afstande. Sammen, begge datasæt kan bruges til at sammensætte et mere komplet billede af, hvad der sker i solens korona og solvinden. Kredit:ESA/ATG media lab

"Indtil slutningen af april, vi vil gradvist tænde for in-situ instrumenterne og kontrollere, om de fungerer korrekt, " siger Yannis Zouganelis, ESA's stedfortrædende projektforsker for Solar Orbiter-missionen. "I slutningen af april vi vil have en bedre ide om instrumenternes ydeevne og forhåbentlig begynde at indsamle de første videnskabelige data i midten af maj."

Ud over instrumentbommen, indsættelsen af tre antenner af RPW-instrumentet, som vil studere karakteristika for elektromagnetiske og elektrostatiske bølger i solvinden, blev afsluttet med succes i de tidlige timer torsdag den 13. februar. Dataene for disse specifikke udrulninger mangler stadig at blive analyseret.

Ud over de fire in situ instrumenter, Solar Orbiter bærer seks fjernmålingsinstrumenter, hovedsageligt teleskoper, som vil afbilde solens overflade ved forskellige bølgelængder, opnå de nærmeste visninger af vores forældrestjerne nogensinde.

"Fjernmålingsinstrumenterne vil blive taget i brug i de kommende måneder, og vi ser frem til at teste dem yderligere i juni, når Solar Orbiter kommer tættere på solen, " tilføjer Yannis.

ESAs Solar Orbiter-mission ser nærmere på solen end nogen anden europæisk satellit før. Den sofistikerede sonde, bærer ti instrumenter til at afbilde overfladen af vores stjerne og måle egenskaberne af miljøet i dens nærhed, kan ses i denne animation, der gennemgår dele af lancerings- og aktiveringssekvensen. Loftet til rummet af en Atlas V raket, Solar Orbiter anvender sit 18 m lange solpanel (målt fra spids til spids), samt et sæt antenner og en instrumentbom, da den begiver sig ud på sit krydstogt mod solen. Rumfartøjet udnytter tyngdekraften fra Venus og Jorden til at justere sin bane, som vil placere den i en elliptisk bane omkring solen. Solar Orbiter vil komme så tæt som 42 millioner kilometer på solen, omkring en fjerdedel af afstanden mellem solen og jorden. Banen vil gøre det muligt for Solar Orbiter at se nogle af de områder af solen, der aldrig før er afbildet, inklusive stængerne. Solar Orbiters instrumenter kigger på stjernen gennem små vinduer i et 30 cm tykt titaniumfolieskjold, som beskytter rumfartøjet mod de brændende temperaturer og konstant bombardement af højt ladede partikler fra solvinden. Solar Orbiter er en ESA-mission med stærk NASA-deltagelse. Lancering er planlagt til februar 2020 fra Cape Canaveral, Florida, OS. Kredit:ESA/ATG medialab

Optrævler solens mysterier

Kombinationen af begge sæt instrumenter vil gøre det muligt for videnskabsmænd at forbinde, hvad der sker på solen, til fænomenerne målt i solvinden, sætter dem i stand til at tackle mysterier såsom den 11-årige cyklus af solaktivitet, genereringen af solens magnetfelt og hvordan solvindpartikler accelereres til høje energier.

"De ti instrumenter ombord på vores mission vil spille sammen som instrumenter i et orkester, " siger ESA Solar Orbiter-projektets videnskabsmand Daniel Müller. "Vi har lige startet øvelsen, og en efter en, yderligere instrumenter vil deltage. Når vi er færdige, om et par måneder, vi vil lytte til solens symfoni."

Sidste artikelNye rumvejrrådgivninger tjener luftfarten

Næste artikelLOFAR er pionerer på en ny måde at studere exoplanetmiljøer på