Van Allen Probes

Van Allen Probes (ранее Radiation Belt Storm Probes, RBSP[1]) — два спутника для изучения радиационных поясов Земли. NASA проводит миссию Van Allen Probes в рамках программы Living With a Star (Жизнь со звездой)[2]. Понимание структуры и характеристик радиационных поясов важно для создания и использования космических аппаратов, планирования миссий и обеспечения безопасности космонавтов[3]. Оба спутника были запущены ракетой Атлас V 30 августа 2012 года с SLC-41. Инструменты, установленные на зондах, оставались в работающем состоянии до конца миссии, однако запас топлива в них подошел к концу, из-за чего в скором времени они стали бы неспособны ориентировать солнечные панели перпендикулярно к Солнцу и потеряли источник энергии для работы. В феврале 2019 года NASA начало готовить зонды к концу миссии, опустив перигей их орбиты до уровня, при котором взаимодействие с атмосферой начало тормозить аппараты. Первым был отключен аппарат B — 19 июля 2019[4], а затем, 18 октября 2019 года, был отключен аппарат А[4]. Ожидается, что орбита аппаратов будет постепенно снижаться и они сгорят в атмосфере примерно в 2034 году[5].

Van Allen Probes
Radiation Belt Storm Probes
Спутники RBSP-A и RBSP-B перед установкой обтекателя РН
Спутники RBSP-A и RBSP-B перед установкой обтекателя РН
Производитель Соединённые Штаты Америки
Оператор NASA, Applied Physics Laboratory
Задачи изучение радиационных поясов Земли
Спутник Земли
Стартовая площадка Соединённые Штаты Америки SLC-41
Ракета-носитель Атлас V
Запуск 30 августа 2012 08:05 UTC
Технические характеристики
Масса 1500 кг в сумме
Размеры восьмиугольник 1 м высотой и почти 2 м в диаметре
Срок активного существования 2 года
Элементы орбиты
Наклонение 10°
Период обращения 9 часов
Апоцентр 5,8 радиусов Земли
Перицентр 700 км
Логотип миссии
Van Allen Probes Logo.png
rbsp.jhuapl.edu
Логотип Викисклада Медиафайлы на Викискладе

Стоимость миссии 686 миллионов долларов США.

ОбзорПравить

Radiation Belt Storm Probes проект из программы Living With a Star (Жизнь со звездой), которой управляет центр NASA GSFC (Greenbelt). Проектированием спутников и их инструментов, а также их управлением занимается Лаборатория прикладной физики (APL) из университета Джонса Хопкинса. Длительность основной миссии запланирована в 2 года, дополнительная миссия ещё 4 года. Космические аппараты RBSP работают совместно с проектом BARREL (метеозонды, запускаемые в Антарктике), в котором изучаются частицы из радиационных поясов, попавшие в атмосферу[6][7].

ИсторияПравить

  • Концепция миссии была подготовлена к концу января 2007 года[8]
  • Проект предварительно одобрен в октябре 2008
  • Проект окончательно одобрен в январе 2009
  • Спутники перевезены из Applied Physics Laboratory (Laurel, Мэриленд) на Cape Canaveral Air Force Station (Флорида) 30 апреля 2012 года
  • Запуск произведен с SLC-41 30 августа 2012 года в 4:05 утра по EDT.[9]

Ракета-носительПравить

16 марта 2009 года компания United Launch Alliance (ULA) получила контракт от NASA по запуску RSBP с использованием ракеты Атлас V 401.[10] Первая попытка запуска 23 апреля была отменена из-за технических проблем, на следующий день — из-за плохой погоды.[11] Следующая попытка была отложена на несколько дней из-за урагана Isaac. Запуск состоялся 30 августа 2012 года в 4:05 утра по EDT[12].

Научные задачиПравить

Обзор научных задач RBSP от NASA. (англ.)

Радиационные пояса Ван-Аллена изменяют свои размеры со временем, что обусловлено энергией и веществом, излучаемыми Солнцем.

Основные задачи миссии:[2]

  • Поиск процессов, ускоряющих и перемещающих частицы в радиационных поясах.
  • Оценка интенсивности потери электронов из поясов
  • Определение соотношения между процессами, ускоряющими электроны, и процессами, которые приводят к потере электронов.
  • Изучение изменений поясов в контексте геомагнитных бурь.

СпутникиПравить

 
Рендеринг спутников RBSP A и RBSP B на фоне планеты. Рисунок NASA.

В миссии Van Allen Probes используется два одинаковых спутника, запущенных на одинаковую высокоэллиптическую орбиту с небольшим интервалом между ними. Для стабилизации используется вращение спутников вокруг оси. Спутники регулярно проходят сквозь радиационные пояса, при этом RBSP должны оставаться включенными, в отличие от других космических аппаратов, которые могут пройти пояса в выключенном состоянии. Из-за этого RBSP рассчитаны на длительную работу в условиях повышенной радиации и воздействия заряженных частиц[2].

ОборудованиеПравить

На обоих спутниках установлены одинаковые наборы научных инструментов, чтобы позволить изучать пояса не только в пространстве, но и во времени.

  1. Набор инструментов Energetic Particle, Composition, and Thermal Plasma (ECT)[13]. Исследования проводятся под руководством Harlan Spence [1] из Университета Нью-Гэмпшира. Также участвуют LANL, Southwest Research Institute, Aerospace Corporation и LASP
  2. Набор инструментов Electric and Magnetic Field Instrument Suite and Integrated Science (EMFISIS); Craig Kletzing (Айовский университет).
  3. Electric Field and Waves Instrument (EFW); John Wygant из миннесотского университета, совместно с UCB и колорадским университетом.
  4. Radiation Belt Storm Probes Ion Composition Experiment (RBSPICE); Lou Lanzerotti[14], совместно с APL и Fundamental Technologies LLC [2].
  5. Relativistic Proton Spectrometer (RPS); National Reconnaissance Office

РезультатыПравить

В феврале 2013 спутниками RBSP был открыт третий пояс Ван-Аллена, который может появляться на некоторое время порядка нескольких недель[15][16][17][18]. Предположительно он появляется под действием больших волн в разреженной плазме солнечного ветра. Которые слегка сжимают магнитное поле Земле, вызывая массовую потерю электронов наружными областями внешнего радиационного пояса, часть которых попадает между внешним и внутренним поясами, временно создавая третий пояс[19].

См. такжеПравить

ПримечанияПравить

  1. Van Allen Probes: NASA Renames Radiation Belt Mission to Honor Pioneering Scientist, Reuters, Science Daily (11 ноября 2012). Архивировано 26 января 2021 года. Дата обращения: 12 ноября 2012.
  2. 1 2 3 RBSP - Mission Overview (англ.). NASA (28 марта 2012). Дата обращения: 8 июля 2012. Архивировано 2 января 2020 года.
  3. Radiation Belt Storm Probes (RBSP) (англ.). nasa.gov. Архивировано 2 мая 2012 года.
  4. 1 2 Van Allen Probes (англ.). vanallenprobes.jhuapl.edu. Дата обращения: 23 октября 2019. Архивировано 23 января 2021 года.
  5. Meghan Bartels 2019-10-18T20:00:00Z Spaceflight. RIP, Van Allen Probes! NASA Ends 7-Year Mission to Explore Earth's Radiation Belts (англ.). Space.com. Дата обращения: 23 октября 2019. Архивировано 19 октября 2019 года.
  6. Launching Balloons in Antarctica (англ.). NASA (22 февраля 2011). Дата обращения: 13 июля 2012. Архивировано 13 декабря 2012 года.
  7. Balloon Array for RBSP Relativistic Electron Losses (англ.). dartmouth.edu. Дата обращения: 18 июля 2019. Архивировано из оригинала 21 октября 2019 года.
  8. Construction Begins! (англ.). The Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory (январь 2010). Архивировано из оригинала 24 июля 2012 года.
  9. Probes launched (англ.). space.com. Дата обращения: 4 августа 2013. Архивировано 28 ноября 2020 года.
  10. United Launch Alliance Atlas V Awarded Four NASA Rocket Launch Missions (англ.). ULA (16 марта 2009). Архивировано из оригинала 1 августа 2009 года.
  11. Запуск зондов RBSP вновь отложен, на этот раз из-за плохой погоды Архивная копия от 27 ноября 2012 на Wayback Machine // РИА Новости, 25.08.2012
  12. Tropical Storm Isaac Delays NASA Launch (англ.). The Brevard Times. Дата обращения: 26 августа 2012. Архивировано 12 ноября 2020 года.
  13. RBSP-ECT // About (англ.). Boston University. Дата обращения: 15 февраля 2019. Архивировано из оригинала 4 января 2007 года.
  14. Louis J. Lanzerotti - Physics - NJIT (англ.). New Jersey Institute of Technology. Дата обращения: 15 февраля 2019. Архивировано из оригинала 26 февраля 2008 года.
  15. Ron Cowen. Ephemeral third ring of radiation makes appearance around Earth (англ.) // Nature News. — doi:10.1038/nature.2013.12529. Архивировано 20 декабря 2020 года.
  16. В ПОЯСЕ ВАН АЛЛЕНА ОТКРЫТ НОВЫЙ РАДИАЦИОННЫЙ ПОЯС. Причины его формирования (как и последующей гибели) остаются не слишком ясными. Дата обращения: 4 августа 2013. Архивировано из оригинала 2 августа 2013 года. // Компьютерра, Александр Березин — 01 марта 2013 года, 12:52
  17. ТРЕТИЙ ПОЯС: ПОЯВИЛСЯ И ПРОПАЛ. Откуда взялся и почему исчез третий радиационный пояс Земли? Архивная копия от 26 августа 2013 на Wayback Machine // Популярная механика, 24.06.13
  18. Зонды RBSP нашли третий радиационный пояс Земли // РИА Новости, 2013-02-28
  19. «Солнечные цунами» создали третий радиационный пояс Земли. (23 июня 2016). Дата обращения: 18 ноября 2020. Архивировано 27 октября 2020 года.

СсылкиПравить