Отдел гелиофизики

Центра Научный отдел гелиофизики космических полетов Годдарда ( НАСА ) проводит исследования Солнца , его обширной Солнечной системы среды ( гелиосферы ) и взаимодействия Земли , других планет, малых тел и межзвездного газа с гелиосферой. Исследования отдела также охватывают геопространство — верхние слои атмосферы Земли, ионосферу и магнитосферу — и изменяющиеся условия окружающей среды во всей связанной гелиосфере (погода в Солнечной системе).
Ученые Отдела гелиофизики разрабатывают модели, миссии космических кораблей и инструменты, а также системы для управления и распространения гелиофизических данных. Они интерпретируют и оценивают данные, собранные с помощью приборов, сравнивают их с компьютерным моделированием и теоретическими моделями и публикуют результаты. Отдел также проводит образовательные и информационно-просветительские программы, чтобы донести до общественности интерес и социальную ценность гелиофизики НАСА . [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]
Лаборатории
[ редактировать ]Научный отдел гелиофизики Годдарда состоит из четырех отдельных лабораторий. [ 5 ] [ 6 ]
Лаборатория солнечной физики
[ редактировать ]Лаборатория солнечной физики работает над пониманием Солнца как звезды и основной движущей силы активности во всей Солнечной системе . Их исследования расширяют знания о системе Земля-Солнце и помогают роботам и людям исследовать ее. [ 7 ]
Лаборатория гелиосферной физики
[ редактировать ]Лаборатория гелиосферной физики разрабатывает инструменты и модели для исследования происхождения и эволюции солнечного ветра, космических лучей низкой энергии, а также взаимодействия солнечной гелиосферы с местной межзвездной средой . Лаборатория разрабатывает и реализует уникальные многоцелевые и междисциплинарные службы данных для продвижения солнечно-земной программы НАСА и нашего понимания системы Солнце-Земля. [ 8 ]
Лаборатория геокосмической физики
[ редактировать ]Лаборатория геокосмической физики специализируется на процессах, происходящих в магнитосферах намагниченных планет, и на взаимодействии солнечного ветра с планетарными магнитосферами. Исследователи также изучают такие процессы, как турбулентность магнитной жидкости , которая пронизывает гелиосферу от солнечной атмосферы до края Солнечной системы. [ 9 ]
Лаборатория космической погоды
[ редактировать ]Лаборатория космической погоды проводит исследования и анализ физических процессов, лежащих в основе космической погоды . Он проводит космические, наземные, теоретические и моделирующие исследования цепочки событий, которые вызывают эффекты космической погоды, представляющие интерес для НАСА, других правительственных агентств США и широкой общественности. Сотрудники лаборатории возглавляют разработку проектов и миссий по космической среде, а также предоставляют ученым проектов для полетов НАСА приложения по космической погоде. Лаборатория сообщает результаты исследований НАСА научному сообществу, различным интересам космической погоды и широкой публике. [ 10 ] Лаборатория космической погоды также включает в себя Центр координируемого моделирования сообщества , который представляет собой межведомственное партнерство, обеспечивающее, поддерживающее и осуществляющее исследования и разработки в области космической науки и моделей космической погоды следующего поколения. [ 11 ]
Проекты и миссии
[ редактировать ]Это подразделение Центра космических полетов Годдарда участвует в различных проектах и миссиях. [ 12 ] [ 13 ] Помимо проведения исследований на основе солнечных обсерваторий НАСА в космосе, подразделение управляет многими гелиофизическими миссиями от имени Управления научных миссий в штаб-квартире НАСА. К ним относятся:
Расширенный обозреватель композиций
[ редактировать ]Advanced Composition Explorer (ACE) наблюдает и измеряет состав частиц солнечного ветра, а также галактических космических лучей. Его основная цель — улучшить измерения состава разнообразных образцов материи, связанной с Солнцем, межзвездной средой и окружающей нас галактикой. ACE способна предоставлять информацию о солнечном ветре и магнитном поле практически в реальном времени, что помогает прогнозировать космическую погоду. Предварительные знания о возмущениях солнечного ветра, направляющихся к Земле (около получаса), могут помочь смягчить последствия геомагнитных бурь, которые могут перегрузить электросети и нарушить связь на Земле. [ 14 ]
АРТЕМИДА
[ редактировать ]Миссия ARTEMIS , или « Ускорение, пересоединение, турбулентность и электродинамика взаимодействия Луны с Солнцем», изучает космическую среду Луны, состав поверхности и магнитное поле, а также структуру ядра. ARTEMIS использует два космических корабля магнитосферной миссии THEMIS, которые были перемещены на место вблизи Луны. [ 15 ]
БОЧКА
[ редактировать ]Это подразделение также участвует в исследовании системы релятивистских потерь электронов в радиационном поясе ( BARREL ). Двадцать воздушных шаров были запущены во время кампании в Антарктиде в январе 2013 года для изучения явления космической погоды, во время которого электроны стекают к полюсам из двух поясов Ван Аллена , окружающих Землю. Это миссия, финансируемая НАСА. [ 16 ] [ 17 ]
СИНДИ
[ редактировать ]Исследования связанной ионно-нейтральной динамики ( CINDI ) — это проект, направленный на понимание динамики ионосферы Земли. CINDI предоставляет два прибора для спутника системы прогнозирования сбоев связи/навигации (C/NOFS), который является проектом ВВС США. CINDI помогает прогнозировать поведение экваториальных ионосферных нарушений, которые могут вызвать серьезные проблемы для систем связи и навигации. [ 18 ]
Кластер
[ редактировать ]Cluster — совместная миссия ЕКА/НАСА, которая обеспечивает исследование плазменных процессов в магнитосфере Земли на месте с помощью четырех идентичных космических аппаратов. Четыре космических корабля позволяют лучше наблюдать трехмерные и изменяющиеся во времени явления, а также различать их при движении в пространстве по орбите вокруг Земли. [ 19 ]
КОНЕЧНО
[ редактировать ]Electrojet Zeeman Imaging Explorer (EZIE) предназначен для изучения того, как электрические токи в атмосфере Земли связывают полярное сияние с магнитосферой Земли. Ожидается, что он будет запущен не ранее июня 2024 года. [ 20 ]
Геотэйл
[ редактировать ]Geotail — совместная миссия JAXA и NASA. Его основная цель — изучение динамики хвоста магнитосферы на всей длине, от околоземной области до далекого хвоста. [ 21 ]
Спектрограф для визуализации области интерфейса
[ редактировать ]Занимаясь наукой о Солнце и гелиосфере, миссия Спектрографа изображения области интерфейса (IRIS) предназначена для изучения солнечной атмосферы и, в частности, границы между фотосферой и короной . Миссия IRIS достигнет этого, отслеживая поток энергии и плазмы через хромосферу и переходную область в корону с помощью спектрометрии и визуализации. IRIS предназначен для предоставления важной новой информации для улучшения понимания переноса энергии в корону и солнечный ветер и предоставления архетипа для всех звездных атмосфер . Уникальные возможности прибора в сочетании с современным 3D-моделированием заполнят большой пробел в знаниях об этой динамичной области солнечной атмосферы. Миссия расширит научные результаты существующих гелиофизических космических аппаратов, которые изучают эффекты процессов выделения энергии от Солнца на Землю. Миссия IRIS стартовала 27 июня 2013 года. [ 2 ] [ 22 ] [ 23 ]
Межзвездный исследователь границ
[ редактировать ]Interstellar Boundary Explorer , или IBEX, отображает внешние границы гелиосферы, уделяя особое внимание тому, как солнечный ветер взаимодействует с межзвездной средой и ее магнитными полями на самых краях Солнечной системы. IBEX составляет карту региона, измеряя энергичные нейтральные атомы, которые образуются вблизи границы, создавая новую карту каждые шесть месяцев. После завершения и анализа первых карт IBEX теперь отслеживает изменения, соответствующие изменениям солнечной активности. [ 24 ]
Reuven Ramaty Высокоэнергетический солнечный спектроскопический имидж-сканер
[ редактировать ], Солнечная спектроскопия высоких энергий Reuven Ramaty или RHESSI, сочетает в себе получение изображений высокого разрешения в жестких рентгеновских лучах и гамма-лучах со спектроскопией высокого разрешения для изучения фундаментальной физики ускорения частиц и выделения энергии в солнечных вспышках. Такая информация улучшает наше понимание фундаментальных процессов, которые участвуют в генерации солнечных вспышек и корональных выбросах массы. Эти сверхэнергетические извержения Солнца являются наиболее экстремальными факторами космической погоды и представляют значительную опасность в космосе и на Земле. [ 25 ]
Миссия Solar-C EUVST
[ редактировать ]SOLAR-C — это совместная миссия НАСА/JAXA совместно с другими международными партнерами, запуск которой запланирован на июль 2028 года. [ 26 ] Высокопроизводительный спектроскопический телескоп экстремального ультрафиолета (EUVST) будет изучать, как солнечная атмосфера выделяет солнечный ветер и распространяет извержения солнечного материала, а также его влияние на излучение во всей Солнечной системе. [ 20 ]
Обсерватория солнечной динамики
[ редактировать ]Миссия НАСА «Обсерватория солнечной динамики » (SDO) была запущена в 2010 году и в настоящее время изучает солнечную активность и то, как она вызывает космическую погоду . Космическая погода влияет не только на нашу жизнь на Земле, но и на саму Землю и на все, что находится за ее пределами ( астронавты , спутники в космосе и даже на других планетах ). SDO помогает нам понять, откуда берется солнечная энергия, как работает внутренняя часть Солнца и как энергия сохраняется и высвобождается в солнечной атмосфере. Лучше понимая Солнце и то, как оно работает, мы сможем лучше прогнозировать и прогнозировать явления космической погоды. [ 27 ]
Солнечная и гелиосферная обсерватория
[ редактировать ]Совместная миссия ЕКА/НАСА, Солнечная и гелиосферная обсерватория (SOHO), изучает Солнце, от глубины его ядра до внешней короны и солнечного ветра. SOHO снимает изображения динамических вспышек и корональных выбросов массы на Солнце с 1996 года. Миссия предоставила беспрецедентную широту и глубину информации о Солнце с помощью уникальной комбинации инструментов, изучающих его внутреннюю часть через горячую и динамичную атмосферу. солнечному ветру и его взаимодействию с межзвездной средой. Его коронографы — изображения, которые наблюдают за атмосферой Солнца, блокируя яркое солнце посередине — остаются ключевым компонентом для прогнозирования скорости, направления и силы корональных выбросов массы, когда они извергаются от Солнца. Помимо наблюдения за Солнцем, SOHO стал самым плодовитым первооткрывателем комет в астрономической истории: по состоянию на 2012 год SOHO обнаружило более 2000 комет. [ 28 ]
СТЕРЕО
[ редактировать ]Миссия Солнечно-земной обсерватории, или STEREO , использует две почти идентичные космические обсерватории для проведения стереоскопических измерений для изучения Солнца. Используя пару точек зрения, ученые могут увидеть структуру и эволюцию солнечных бурь, когда они исходят от Солнца и путешествуют через космос. Инструменты STEREO предоставляют уникальную комбинацию наблюдений, помогающую понять причины и механизмы корональных выбросов массы и охарактеризовать то, как они распространяются по Солнечной системе. STEREO также помогает определить, что приводит к ускорению энергичных частиц от Солнца, и предоставляет информацию о структуре солнечного ветра. [ 29 ]
ФЕМИДА
[ редактировать ]THEMIS отвечает на фундаментальные вопросы, касающиеся типа космической погоды, называемой суббурей, которая может внезапно и взрывно высвободить энергию солнечного ветра, хранящуюся в хвосте магнитосферы Земли. Суббури вызывают полярные сияния в высоких широтах, и THEMIS пытается понять этот процесс. Первоначально THEMIS состояла из пяти космических кораблей, теперь состоит из трех, поскольку два были перепрофилированы для изучения Луны в рамках миссии ARTEMIS . Миссия также опирается на специальную группу наземных обсерваторий, расположенных в Канаде и на севере США. [ 15 ]
ВРЕМЯ
[ редактировать ]Миссия «Термосфера, ионосфера, мезосфера, энергетика и динамика», или TIMED , исследует мезосферу Земли и нижнюю термосферу (40–50 миль вверх), наименее изученную и изученную область атмосферы. Солнечные события, а также изменения температуры в стратосфере могут возмущать этот регион, но общая структура и реакция на эти эффекты не изучены. Достижения в области технологий дистанционного зондирования, используемые TIMED, позволяют ему исследовать этот регион в глобальном масштабе из космоса. [ 30 ]
ДВОЙНЯШКИ
[ редактировать ]Приборы двух широкоугольных спектрометров нейтральных атомов, или TWINS , обеспечивают стереоизображение магнитосферы Земли — области, окружающей планету, контролируемой магнитным полем Земли и содержащей радиационные пояса Ван Аллена и другие энергичные заряженные частицы. TWINS обеспечивает трехмерную глобальную визуализацию этого региона, что значительно улучшает понимание связей между различными областями магнитосферы и их связи с солнечным ветром. [ 31 ]
Ван Аллен Пробс
[ редактировать ]Зонды Ван Аллена состоят из двух космических кораблей, изучающих экстремальные и динамичные области космоса, известные как радиационные пояса Ван Аллена, окружающие Землю. Радиационные пояса со временем усиливаются или ослабевают как часть гораздо более крупной системы космической погоды, движимой энергией и материалом, которые вырываются с поверхности Солнца и заполняют всю Солнечную систему. [ 32 ]
Миссия путешествия
[ редактировать ]Миссии «Вояджер» ( «Вояджер-1» и «Вояджер-2» ) являются частью Обсерватории гелиофизической системы НАСА , спонсируемой Отделом гелиофизики Управления научных миссий в штаб-квартире НАСА в Вашингтоне. Космический корабль «Вояджер» был построен и продолжает эксплуатироваться Лабораторией реактивного движения НАСА в Пасадене, Калифорния. 4 декабря 2012 года, в одиннадцати миллиардах миль от Земли, космический корабль НАСА «Вояджер-1» вошел в «магнитное шоссе», соединяющее Солнечную систему с Землей. межзвездное пространство . «Магнитное шоссе» — это место в дальних уголках Солнечной системы, где магнитное поле Солнца соединяется с магнитным полем межзвездного пространства. В этой области линии магнитного поля Солнца соединяются с силовыми линиями межзвездного магнитного поля, позволяя частицам из гелиосферы улетать, а частицам из межзвездного пространства приближаться. В последние годы скорость солнечного ветра вокруг "Вояджера-1" замедлилась. до нуля, а напряженность магнитного поля увеличилась. [ 33 ]
Дополнительные проекты
[ редактировать ]Центр обработки данных космической физики (SPDF) — это проект Отдела гелиосферных наук (HSD) Центра космических полетов имени Годдарда НАСА. SPDF состоит из веб-сервисов для сбора данных и данных высокого разрешения и траекторий. Центр поддерживает данные большинства гелиофизических миссий НАСА, чтобы способствовать корреляционным и совместным исследованиям в разных дисциплинах и миссиях. [ 34 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^
В этой статье использованы общедоступные материалы из Отдел гелиофизики (670) Главная . Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства .
- ^ Перейти обратно: а б Гессен, Михаэль (май 2013 г.). «Рецензируемые издания за 2013 год» . Отдел гелиофизики (670) Публикации . Центр космических полетов Годдарда . Проверено 7 июня 2013 г.
- ^ Ву, CC; Леппинг, Р.П.; Гопалсвами, Н. (2006). «Взаимосвязь между магнитными облаками, CMES и геомагнитными бурями» (бесплатная загрузка в формате PDF) . Солнечная физика . 239 (1–2): 449. Бибкод : 2006SoPh..239..449W . дои : 10.1007/s11207-006-0037-1 . S2CID 121538330 .
- ^ Славин, Дж.А.; Акуна, Миннесота; Андерсон, Би Джей; Бейкер, Д.Н.; Бенна, М.; Глеклер, Г.; Золото, РЕ; Хо, GC; и др. (2008). «Магнитосфера Меркурия после первого пролета космического корабля «Мессенджер»» (бесплатная загрузка в формате PDF) . Наука . 321 (5885): 85–9. Бибкод : 2008Sci...321...85S . дои : 10.1126/science.1159040 . ПМИД 18599776 . S2CID 206513355 . [ постоянная мертвая ссылка ]
- ^ Гилберт, Холли, Кейт Т. Стронг, Джулия Л.Р. Саба, Роберт Л. Килгор, Джудит Б. Кларк и Ивонн М. Стронг, редакторы. «Годовой отчет отдела гелиофизики GSFC за 2010 финансовый год» (PDF) . НАСА.
{{cite web}}
:|first=
имеет общее имя ( справка ) CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^
В этой статье использованы общедоступные материалы из Организационная структура – Отдел гелиофизики (670) . Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства .
- ^
В этой статье использованы общедоступные материалы из Лаборатория солнечной физики (671) Главная . Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства .
- ^
В этой статье использованы общедоступные материалы из Лаборатория физики гелиосферы (672) Главная . Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства .
- ^
В этой статье использованы общедоступные материалы из Лаборатория геокосмической физики (673) Главная . Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства .
- ^
В этой статье использованы общедоступные материалы из Лаборатория космической погоды (674) Дом . Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства .
- ^
В этой статье использованы общедоступные материалы из Центр координационного моделирования сообщества Домой . Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства .
- ^ Гессен, Майкл (2013). «Миссии и проекты - Отдел гелиофизики (670)» . НАСА.
- ^ Гессен, Майкл (2013). «Основные моменты отдела гелиофизики (670)» . НАСА. (Пресс-релизы и тематические статьи)
- ^ «Научные миссии НАСА: ACE» . Архивировано из оригинала 1 июня 2013 г. Проверено 12 июня 2013 г.
- ^ Перейти обратно: а б «Место миссии НАСА ТЕМИС» . 6 марта 2015 г.
- ^ Миссия НАСА BARREL . 2013 год
- ^ Миллан, РМ; Маккарти, член парламента; Образец, Дж.Г.; Смит, Д.М.; Томпсон, Л.Д.; Макгоу, генеральный директор; Вуджер, Луизиана; Хьюитт, Дж. Г.; Комесс, доктор медицины; Яндо, КБ; Лян, AX; Андерсон, бакалавр; Кнежек, Северная Каролина; Рексроуд, WZ; Шейман, Дж. М.; Бауэрс, Г.С.; Хэлфорд, Эй Джей; Коллиер, AB; Кливверд, Массачусетс; Лин, Р.П.; Хадсон, МК (2013). «Баллонная решетка для релятивистских потерь электронов RBSP (BARREL)» . Обзоры космической науки . 179 (1–4): 503. Бибкод : 2013ССРв..179..503М . дои : 10.1007/s11214-013-9971-z .
- ^ «НАСА-СИНДИ» . 28 апреля 2016 г.
- ^ «Миссии – Кластер II – Наука НАСА» . Архивировано из оригинала 1 июня 2013 г. Проверено 12 июня 2013 г.
- ^ Перейти обратно: а б Браун, Кэтрин (29 декабря 2020 г.). «НАСА одобряет гелиофизические миссии по исследованию Солнца и Авроры» . НАСА . Проверено 31 декабря 2020 г.
- ^ «Миссии – Geotail – Наука НАСА» . Архивировано из оригинала 26 августа 2013 г. Проверено 12 июня 2013 г.
- ^ «НАСА: Новости о запуске IRIS» . НАСА. 26 июня 2013 года. Архивировано из оригинала 3 декабря 2013 года . Проверено 3 июня 2014 г.
- ^
В этой статье использованы общедоступные материалы из (IRIS) Заявление о миссии . Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства .
- ^ «Миссии НАСА – IBEX» . 6 марта 2015 г. Архивировано из оригинала 4 октября 2019 г. . Проверено 12 июня 2013 г.
- ^ «Миссии – RHESII – Наука НАСА» . Архивировано из оригинала 1 июня 2013 г. Проверено 12 июня 2013 г.
- ^ Симидзу, Тосифуми (15 декабря 2023 г.). SH54A-03 Миссия SOLAR-C EUVST: развитие корональной физики с помощью новой EUV-спектроскопии . АГУ23 . Проверено 26 декабря 2023 г.
- ^ Миссия Обсерватории солнечной динамики (SDO) . НАСА. 2013.
- ^ «НАСА – СОХО» . 15 апреля 2015 года. Архивировано из оригинала 3 января 2015 года . Проверено 12 июня 2013 г.
- ^ «НАСА – СТЕРЕО» . 20 марта 2015 г.
- ^ «Миссии – TIMED – Наука НАСА» . Архивировано из оригинала 1 июня 2013 г. Проверено 12 июня 2013 г.
- ^ «Миссии – БЛИЗНЕЦЫ А и Б – наука НАСА» . Архивировано из оригинала 1 июня 2013 г. Проверено 12 июня 2013 г.
- ^ «НАСА – Зонды Ван Аллена» . 17 марта 2015 г. Архивировано из оригинала 25 апреля 2021 г. Проверено 12 июня 2013 г.
- ^ Этот контент находится в открытом доступе на веб-сайте НАСА.
- Филипс, Тони (4 декабря 2012 г.). «Вояджер-1 в зоне магнитного перехода» . НАСА Наука – Новости науки . НАСА. Архивировано из оригинала (Полнотекстовая статья в формате HTML) 16 мая 2013 года . Проверено 8 июня 2013 г.
- ^
В этой статье использованы общедоступные материалы из Центр обработки данных НАСА по космической физике (SPDF) . Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства .
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Маришка, Джон Т. (1993). Регион солнечного перехода (ссылка на Google Книги) . Кембриджская серия по астрофизике. Том. 23. Кембридж, Великобритания: Издательство Кембриджского университета. Бибкод : 1992CAS....23.....M . ISBN 978-0521382618 .
- «Переходный регион» . Физика Солнца, Центр космических полетов имени Маршалла НАСА . НАСА. Архивировано из оригинала 8 января 2017 г. Проверено 8 июня 2013 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]
- НАСА Explorer Программы
- НАСА Отдел гелиофизики