Ny teknologi overvåger lokalt rumvejr og leverer realtidsdata

Selvom det kan virke fredeligt fra Jorden, er rummet præget af "vejr", der kan vise sig at være farligt for den følsomme – og dyre – teknologi ombord på rumfartøjet og satellitter, der i stigende grad befolker rigerne uden for vores atmosfære.

For at imødekomme denne udfordring har Los Alamos National Laboratory-forskere udviklet Compact Space Plasma Analyzer, en lille og omkostningseffektiv rumsensor, der er i stand til at måle rumvejr, som vil hjælpe med at beskytte teknologi i kredsløb.

"Rumvejr, som består af ladede partikler fra solen, giver en række udfordringer vedrørende design, udvikling og drift af satellitter og rumfartøjer," siger Carlos Maldonado, hovedforsker af Compact Space Plasma Analyzer og en forsker i laboratoriets rumvidenskabs- og applikationsgruppe.

"Af særlig interesse for rumsamfundet er interaktionerne mellem rumsystemer, der opererer i plasmamiljøer, hvilket kan føre til potentielt farlige niveauer af differentiel opladning og forårsage interferens for GPS og kommunikationssignaler."

Et langvarigt mål i rumvejrsamfundet er at fremme evnen til at forudsige rumvejrbegivenheder dage i forvejen, på samme måde som jordbaserede vejrudsigter gør det muligt at forudse en uge med solskin eller sne.

De seneste år har set en enorm vækst i satellitkonstellationer til videnskabelige, kommercielle og offentlige applikationer. Mens nuværende rumvejrinstrumenter giver en masse rettidige data, er dataproduktionscyklussen lang og dyr. Nuværende instrumenter kræver også komplekse monteringsindsatser ud over at kræve større, tungere og mere kraftfulde operationelle støttesystemer.

Som følge heraf har der været en øget efterspørgsel efter miniaturiserede instrumenter, der er i stand til at levere kritiske realtidsdata med minimale krav til masse, volumen og strømforbrug, hvilket er grunden til, at Los Alamos-teamet har skabt Compact Space Plasma Analyzer.

Motiveret af fremskridt inden for CubeSats og skattemæssige begrænsninger med hensyn til design og opsendelse af rumfartøjer, blev Los Alamos' billige, robuste sensor udviklet til at give rumvejrovervågning i realtid, understøtte opløsning af anomalier i rumfartøjer og levere værdifulde data om det lokale rummiljø og rumfartøjer. ladning, som er et direkte resultat af ladede partikelinteraktioner med rumfartøjsmaterialer.

Den kompakte analysator kan implementeres som en primær nyttelast på CubeSats eller som en ekstra nyttelast på større køretøjer. Dette muliggør indsættelse af konstellationer af rumvejrsensorer, der kan opnå flerpunktsmålinger af rummiljøet som en funktion af rumlige og tidsmæssige fænomener. Udbredelsen af ​​en sådan konstellation har potentialet til at forbedre vores forståelse af rumvejr fundamentalt.

"Vejrudsigt i rummet muliggør potentielle omkostningsbesparelser i størrelsesordenen hundredvis af millioner for felter lige fra rumfartøjsoperationer til luftfart til jordbaserede elnet," sagde Maldonado.

Compact Space Plasma Analyzer kan også give en øget forståelse af de fysiske fænomener og processer inden for solvind, magnetosfærisk og ionosfærisk videnskab, lokale vejrudsigter i rummet og opløsning af rumfartøjers anomalier.

Leveret af Los Alamos National Laboratory