Зонды НАСА будут изучать потенциально опасную «космическую погоду»

В среду компания SpaceX запустила два спутника для NASA, которые будут изучать, как электрически заряженный солнечный ветер взаимодействует с магнитным полем Земли, создавая постоянно меняющуюся и порой опасную «космическую погоду», влияющую на спутники, электрические сети и другие критически важные системы.

«Идентичные спутники TRACERS будут работать в магнитосфере — «области вокруг нашей Земли, которая находится под влиянием магнитного поля планеты и защищает нас от звездного излучения и, по сути, от всего остального, что происходит в космосе», — сказал Джозеф Уэстлейк, директор отдела физики Солнца в НАСА.

«То, что мы узнаем из TRACERS, имеет решающее значение для понимания и, в конечном итоге, прогнозирования того, как энергия нашего Солнца влияет на Землю и наши космические и наземные объекты, будь то сигналы GPS или связи, энергосети, космические объекты и наши астронавты, работающие в космосе.

«Это поможет нам сохранить наш образ жизни здесь, на Земле, в безопасности».

Вместе с TRACERS на ракете SpaceX Falcon 9 в космос отправились еще пять небольших спутников, включая тот, который будет использовать новый «полиязычный» терминал для связи с несколькими другими спутниками и космическими зондами с использованием различных протоколов.

Другой будет собирать данные о том, сколько солнечной энергии Земля поглощает и переизлучает в космос (этот показатель известен как «радиационный бюджет»), а третий сосредоточится на том, как высокоэнергетические «электроны-убийцы» выбиваются из радиационных поясов Ван Аллена и выпадают в атмосферу.

На борту находились еще два малых спутника, включая экспериментальный «кубсат», который будет тестировать высокоскоростную технологию связи 5G в космосе, и еще один, созданный австралийской компанией, с пятью малыми спутниками для тестирования космической технологии управления воздушным движением, которая может обеспечить отслеживание самолетов и связь в любой точке мира.

Миссия стартовала в 14:13 по восточному времени, когда ракета SpaceX Falcon 9 с рёвом стартовала на стартовом комплексе 4E Космической базы Ванденберг на побережье Калифорнии. Запуск был опоздан на один день из-за регионального отключения электроэнергии во вторник, которое нарушило связь с воздушным движением над Тихим океаном в районе Ванденберга.

Во второй раз обратный отсчет плавно дошел до нуля, и после того, как верхняя ступень и полезная нагрузка вышли из нижних слоев атмосферы, первая ступень отделилась, изменила курс и полетела обратно на посадку рядом со стартовой площадкой.

Через несколько секунд двигатель верхней ступени отключился, и ракета вышла на запланированную предварительную орбиту. Два спутника, составляющие основную полезную нагрузку TRACERS, были выведены на орбиту примерно через полтора часа после запуска.

Два других малых спутника должны были быть выпущены раньше на немного иной орбите, а остальные последовали за TRACERS на несколько минут позже.

TRACERS — это аббревиатура от Tandem Reconnection and Cusp Electrodynamics Reconnaissance Satellites (Спутники-разведчики тандемного пересоединения и электродинамики каспа). Два космических аппарата, построенных компанией Boeing, будут летать одновременно по одной орбите с интервалом от 10 секунд до двух минут, помогая исследователям точно измерять быстрые изменения, указывающие на взаимодействие солнечного ветра с магнитным полем Земли.

«Итак, Солнце — это горящий, огненный шар плазмы, и по мере своего горения оно испускает поток, который мы называем солнечным ветром. Это плазма, которая всегда направлена от Солнца к Земле», — сказал Дэвид Майлз, главный исследователь из Университета Айовы.

«Иногда магнитное поле Земли фактически противостоит ему, подобно тому, как вода обтекает камень, брошенный в ручей. Но в других случаях эти две системы соединяются, и вы передаёте массу, энергию и импульс в систему Земли».

Эта связь приводит к впечатляющим полярным сияниям , «но она также приводит к некоторым негативным явлениям, которые мы хотим... понять и смягчить, например, незапланированные электрические токи в наших электросетях, которые потенциально могут вызвать ускоренное старение электропроводов, сбои в работе GPS и тому подобное».

«Поэтому мы пытаемся понять, как связь между этими системами меняется в пространстве и времени», — сказал Майлз.

Цели других спутников, запущенных в среду, варьируются от фундаментальной науки до развития технологий. Полилингвальный экспериментальный терминал (PExT) будет тестировать оборудование, способное отправлять и получать данные с нескольких государственных и коммерческих спутников по различным протоколам связи.

Цель состоит в том, чтобы оптимизировать связь между широким кругом спутников и космических зондов для повышения эффективности и снижения затрат.

Другой спутник, известный как Athena-EPIC, продолжит измерения радиационного баланса Земли — баланса между солнечной энергией, поступающей в окружающую среду Земли, и энергией, излучаемой обратно в космос.

Используя запасные части от предыдущих миссий, Athena-EPIC проведет испытания инновационных спутниковых компонентов, подобных LEGO, призванных снизить затраты и уменьшить размеры спутников.

Спутник «Релятивистские атмосферные потери» (REAL), ещё один небольшой кубсат, будет изучать, как электроны в радиационных поясах Ван Аллена смещаются со своих мест, создавая угрозу для спутников и других систем. Робин Миллан из Дартмутского университета является руководителем исследования.

«Радиационные пояса — это область вокруг Земли, заполненная высокоэнергетическими заряженными частицами, движущимися со скоростью, близкой к скорости света», — сказала она. «Иногда их называют электронами-убийцами, поскольку эти частицы представляют опасность для наших спутников в космосе. Они также выпадают в атмосферу, где могут способствовать разрушению озонового слоя».

Кубсат REAL весит менее 4,5 кг и имеет длину всего 30 см. Несмотря на свои небольшие размеры, «он оснащён мощным датчиком частиц, который впервые позволит очень быстро измерять электроны при их попадании в нашу атмосферу, и это крайне важно для понимания того, что их рассеивает».

По ее словам, уникальность REAL заключается в небольшом размере датчика, что позволяет размещать его на кубсатах, что «может сделать возможными будущие миссии, особенно те, которые требуют созвездий спутников».