stringtranslate.com

Исследователь ионосферных связей

Ionospheric Connection Explorer ( ICON ) [6] был спутником, разработанным для исследования изменений в ионосфере Земли , динамической области высоко в атмосфере, где земная погода снизу встречается с космической погодой сверху. ICON изучает взаимодействие между погодными системами Земли и космической погодой, управляемой Солнцем , и то, как это взаимодействие вызывает турбулентность в верхних слоях атмосферы. Есть надежда, что лучшее понимание этой динамики смягчит ее влияние на связь, сигналы GPS и технологии в целом. [6] [7] Он является частью программы NASA Explorer и управляется Лабораторией космических наук Калифорнийского университета в Беркли . [ 8] В июле 2024 года миссия была объявлена ​​потерянной после потери связи. [9]

12 апреля 2013 года НАСА объявило, что ICON, наряду с Global-scale Observations of the Limb and Disk (GOLD), были выбраны для разработки с ограничением стоимости в 200 миллионов долларов США, [10] без учета затрат на запуск. [11] Главным исследователем ICON является Томас Иммель из Калифорнийского университета в Беркли. [10] [12]

Первоначально запуск ICON был запланирован на июнь 2017 года, но неоднократно откладывался из-за проблем с ракетой-носителем Pegasus XL . Следующий запуск должен был состояться 26 октября 2018 года, но запуск был перенесен на 7 ноября 2018 года и снова отложен всего за 28 минут до запуска. [13] ICON был успешно запущен 11 октября 2019 года в 02:00 UTC . [4]

Обзор

Геометрия наблюдений ICON, демонстрирующая как непосредственное, так и дистанционное зондирование системы ионосфера-термосфера.

ICON выполнит двухлетнюю миссию по наблюдению за условиями как в термосфере , так и в ионосфере . [10] ICON оснащен четырьмя приборами: интерферометром Майкельсона , созданным Военно-морской исследовательской лабораторией США (NRL), который измеряет ветры и температуру в термосфере; измеритель дрейфа ионов , созданный Техасским университетом в Далласе , измеряет движение заряженных частиц в ионосфере; и двумя ультрафиолетовыми тепловизорами, созданными в Калифорнийском университете в Беркли , которые наблюдают за слоями свечения воздуха в верхней атмосфере с целью определения плотности и состава как ионосферы, так и термосферы .

Многие спутники на низкой околоземной орбите, включая Международную космическую станцию ​​(МКС), пролетают через ионосферу и могут быть затронуты ее изменяющимися электрическими и магнитными полями . Ионосфера также выступает в качестве проводника для многих сигналов связи, таких как радиоволны и сигналы, которые заставляют работать системы GPS . Ионосфера — это место, где проявляется космическая погода , создавая неожиданные условия; электрические токи могут вызывать электрическую зарядку спутников, изменение плотности может влиять на орбиты спутников, а смещение магнитных полей может индуцировать ток в энергосистемах, вызывая напряжение, нарушая связь и навигацию или даже вызывая отключения электроэнергии. [3] Улучшенное понимание этой среды может помочь предсказать такие события и улучшить безопасность и конструкцию спутников. [3]

Планирование запуска

После первоначального завершения и поставки обсерватории ICON в 2016 году планы запуска были сосредоточены вокруг пускового полигона на атолле Кваджалейн в Тихом океане . [14] [15] Первоначально запуск ICON планировался на июнь 2017 года, но неоднократно откладывался из-за проблем с ракетой-носителем Pegasus XL . Ракета-носитель была состыкована с ее самолетом-носителем Stargazer для попытки запуска в июне 2018 года. [5] Этот запуск был отменен за несколько дней до этого, поскольку у ракеты возникли проблемы на первом этапе перегоночного полета на Кваджалейн. Учитывая доступность пускового полигона на мысе Канаверал и проверку пригодности этого места, оно было принято в качестве места запуска ICON. [14] Запуск в октябре 2018 года из Флориды был запланирован после первоначальной проверки проблем с авионикой. [14] В то время как задержки в 2017 году были вызваны проблемами с системами разделения полезной нагрузки и обтекателя ракеты, задержки 2018 года были вызваны шумом в системах авионики ракеты. Проблемы в конечном итоге привели к тому, что запуск с мыса Канаверал в 2018 году был отменен за несколько минут до запланированного запуска. Эти проблемы были в конечном итоге решены, и ICON был запущен с мыса Канаверал 11 октября 2019 года в 02:00 UTC. После примерно месячного периода ввода в эксплуатацию ICON начал отправлять свои первые научные данные в ноябре 2019 года.

Научная полезная нагрузка

ICON несет четыре научных прибора, разработанных для получения изображений даже самой слабой плазмы или свечения воздуха , чтобы построить картину плотности, состава и структуры ионосферы. Полная полезная нагрузка прибора имеет массу 130 кг (290 фунтов) и перечислена ниже: [16] [17]

MIGHTI был разработан в Военно-морской исследовательской лаборатории США (NRL), IVM в Техасском университете , а EUV и FUV были разработаны в Калифорнийском университете в Беркли . [16] MIGHTI измеряет скорость ветра и температуру на высоте от 90 км (56 миль) до 300 км (190 миль) над уровнем моря . [18] Измерения скорости собираются путем наблюдения за доплеровским смещением в красных и зеленых линиях атомарного кислорода . Это делается с помощью доплеровского асимметричного пространственного гетеродина (DASH), который использует эшелле-решетки . [18] Измерения температуры проводятся с помощью фотометрических наблюдений с помощью ПЗС. [18] MIGHTI предназначен для обнаружения скорости ветра до 16 км/ч (9,9 миль/ч), даже если космический корабль движется со скоростью более 23 000 км/ч (14 000 миль/ч) (чтобы оставаться на орбите). [19]

IVM собирает данные in situ об ионах в локальной среде вокруг космического корабля, тогда как EUV и FUV являются спектрографическими устройствами формирования изображений. EUV — это одномерный формирователь изображений лимба, разработанный для наблюдения за высотой и плотностью дневной ионосферы путем обнаружения свечения ионов кислорода и других видов на длинах волн от 55 до 85 нм. FUV — это двухмерный формирователь изображений, который наблюдает за лимбом и ниже на длинах волн 135 и 155 нм, где обнаружены яркие выбросы атомарного кислорода и молекулярного азота [19]

Солнечная панель вырабатывает 780 Вт [2], но энергопотребление обсерватории колеблется от 209 до 265 Вт в научном режиме [3] .

Операции миссии

После запуска и в течение двухлетней научной миссии обсерватория ICON контролируется и управляется Центром управления миссией (MOC) в Лаборатории космических наук Калифорнийского университета в Беркли. [20] В настоящее время MOC UCB управляет семью спутниками NASA. ICON был выведен на наклонную орбиту 27,00°, а связь осуществляется через спутниковую систему слежения и ретрансляции данных (TDRSS), орбитальную сеть связи NASA. Наземные контакты с ICON осуществляются в основном с наземной станции Беркли, 11-метровой (36-футовой) тарелки, с резервными контактами из летного комплекса Уоллопс (WFF), Вирджиния и Сантьяго , Чили .

Потеря контакта

Команда NASA ICON потеряла связь с космическим кораблём ICON 25 ноября 2022 года. Отказоустойчивая система, предназначенная для перезагрузки компьютера космического корабля через 8 дней без получения команд с Земли, не смогла восстановить связь по истечении этого срока 5 декабря 2022 года. [21] 24 июля 2024 года NASA объявило, что миссия завершена. [22]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ "ICON: Исследование того, где погода Земли встречается с космической погодой" (PDF) . Калифорнийский университет в Беркли . Получено 4 февраля 2018 г.
  2. ^ ab ICON Factsheet Архивировано 24 октября 2018 г. в Wayback Machine , Northrop Grumman, дата обращения: 24 октября 2018 г.
  3. ^ abcd ICON, октябрь 2018 г., NASA Общественное достояниеВ данной статье использован текст из этого источника, который находится в общественном достоянии .
  4. ^ ab NASA запускает долгожданный спутник космической погоды ICON для изучения ионосферы Земли, Эми Томпсон, Space.com , 11 октября 2019 г.
  5. ^ Аб Гранат, Боб (21 сентября 2018 г.). «Запуск НАСА ICON теперь запланирован на 26 октября - Миссия ICON» . НАСА . Проверено 21 сентября 2018 г. Общественное достояниеВ данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
  6. ^ ab «Исследователь ионосферных связей». Калифорнийский университет в Беркли.
  7. ^ "Обзор миссии ICON". NASA. 31 марта 2016 г. Архивировано из оригинала 6 ноября 2017 г. Получено 4 февраля 2018 г. Общественное достояниеВ данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
  8. ↑ Сандерс, Роберт (16 апреля 2013 г.). «UC Berkeley selected to build NASA's next space weather satellite». Berkeley News . Получено 19 января 2016 г.
  9. ^ https://science.nasa.gov/science-research/heliophysicals/nasas-icon-mission-ends-with-several-ionopheral-breakthroughs/
  10. ^ abc Harrington, JD (5 апреля 2013 г.). "NASA Selects Explorer Investigations for Formulation". NASA . Получено 6 апреля 2013 г. . Общественное достояниеВ данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
  11. ^ Леоне, Дэн (20 октября 2015 г.). «Заявка на участие в программе Heliophysics Small Explorer назначена на первую половину 2016 г.» SpaceNews . Получено 21 октября 2015 г.
  12. ^ "ICON Project Management". Калифорнийский университет в Беркли . Получено 14 октября 2017 г.
  13. ^ Бартельс, Меган (23 октября 2018 г.). «ICON задержки? NASA, Northrop Grumman снова откладывают миссию по запуску спутника Земли». SPACE.com . Получено 9 марта 2019 г.
  14. ^ abc Gebhardt, Chris (5 октября 2018 г.). «Northrop Grumman Innovation Systems обновляет статус запуска ICON». NASASpaceFlight.com . Получено 26 октября 2018 г. .
  15. ^ Кларк, Стивен (10 ноября 2017 г.). «Запуск ионосферного зонда НАСА отложен для изучения проблемы с ракетой». Spaceflight Now . Получено 26 октября 2018 г.
  16. ^ ab "Спутник Ionospheric Connection Explorer (ICON)". Aerospace Technology . Получено 11 октября 2018 г. .
  17. ^ "ICON (Ionospheric Connection Explorer) - Satellite Missions". directory.eoportal.org . Архивировано из оригинала 4 августа 2019 г. . Получено 11 октября 2018 г. .
  18. ^ abc Englert, Christoph R.; Harlander, John M.; Brown, Charles M.; Marr, Kenneth D.; Miller, Ian J.; Stump, J. Eloise; Hancock, Jed; Peterson, James Q.; Kumler, Jay (20 апреля 2017 г.). «Интерферометр Майкельсона для глобальной высокоразрешающей термосферной визуализации (MIGHTI): конструкция и калибровка прибора». Space Science Reviews . 212 (1–2): 553–584. Bibcode :2017SSRv..212..553E. doi :10.1007/s11214-017-0358-4. ISSN  0038-6308. PMC 6042234 . PMID  30008488. 
  19. ^ ab Frazier, Sarah (18 октября 2018 г.). «Обратный отсчет до запуска Ionospheric Connection Explorer (ICON)». SciTechDaily . Получено 26 октября 2018 г. .
  20. ^ Саймон, Мэтт (17 октября 2019 г.). «UC Berkeley собирался запустить спутник. Затем PG&E заявила, что отключает электроэнергию». Wired (Сан-Франциско, Калифорния) . Wired. ISSN  1059-1028 . Получено 19 октября 2019 г.
  21. ^ «Миссия ICON вышла из строя – Миссия ICON». blogs.nasa.gov . 7 декабря 2022 г. . Получено 9 декабря 2022 г. .
  22. ^ https://science.nasa.gov/science-research/heliophysicals/nasas-icon-mission-ends-with-several-ionopheral-breakthroughs/

Внешние ссылки

Медиа, связанные с Ionospheric Connection Explorer на Wikimedia Commons