Межзвездный исследователь границ
 спутник IBEX | |
| Имена | Эксплорер 91 Козерог СМЭКС-10 |
|---|---|
| Тип миссии | Астрономия |
| Оператор | НАСА |
| ИДЕНТИФИКАТОР КОСПЭРЭ | 2008-051А |
| САТКАТ нет. | 33401 |
| Веб-сайт | козерог |
| Продолжительность миссии | 2 года (планируется) 15 лет, 9 месяцев, 12 дней (в процессе) |
| Свойства космического корабля | |
| Космический корабль | Эксплорер XCI |
| Тип космического корабля | Межзвездный исследователь границ |
| Автобус | МикроСтар-1 |
| Производитель | Корпорация орбитальных наук |
| Стартовая масса | 107 кг (236 фунтов) [1] |
| Сухая масса | 80 кг (180 фунтов) |
| Масса полезной нагрузки | 26 кг (57 фунтов) |
| Размеры | 58 × 95 см (23 × 37 дюймов) |
| Власть | 116 Вт |
| Начало миссии | |
| Дата запуска | 19 октября 2008 г., 17:47:23 UTC |
| Ракета | Пегас XL (F40) |
| Запуск сайта | Аэродром Бухольц , Звездочет |
| Подрядчик | Корпорация орбитальных наук |
| Вступил в сервис | январь 2009 г. |
| Орбитальные параметры | |
| Справочная система | Геоцентрическая орбита [2] |
| Режим | Высокая околоземная орбита |
| Высота перигея | 7000 км (4300 миль) |
| Высота апогея | 220 886 км (137 252 миль) |
| Наклон | 10.99° |
| Период | 6604,00 минут |
| Инструменты | |
| ИБЕКС-Ло IBEX-Привет | |
 Логотип миссии IBEX программа проводник | |
Interstellar Boundary Explorer ( IBEX или Explorer 91 или SMEX-10 ) — спутник НАСА на околоземной орбите, который использует энергетические нейтральные атомы (ENA) для изображения области взаимодействия между Солнечной системой и межзвездным пространством . Миссия является частью программы NASA Small Explorer и была запущена с помощью Pegasus-XL ракеты-носителя 19 октября 2008 года. [3]
Миссию возглавляет доктор Дэвид Дж. МакКомас (главный исследователь IBEX), ранее работавший в Юго-Западном исследовательском институте (SwRI), а теперь работающий в Принстонском университете . Национальная лаборатория Лос-Аламоса и Центр передовых технологий Lockheed Martin создали датчики IBEX-Hi и IBEX-Lo соответственно. Корпорация орбитальных наук произвела спутниковый автобус и стала местом проведения экологических испытаний космического корабля. Номинальная базовая продолжительность миссии составляла два года после ввода в эксплуатацию, а основная закончилась в начале 2011 года. Космический корабль и датчики все еще исправны, и миссия продолжает свою расширенную миссию. [4]
IBEX находится на Солнце . ориентированной на стабилизированной по вращению орбите вокруг Земли, [5] В июне 2011 года IBEX был переведен на новую, более эффективную и гораздо более стабильную орбиту. [6] он не приближается к Луне так близко и тратит меньше топлива для удержания своей позиции. На новой орбите [6]
Космический корабль оснащен двумя тепловизорами с большой апертурой, которые обнаруживают ENA с энергией от 10 эВ до 2 кэВ (IBEX-Lo) и от 300 эВ до 6 кэВ (IBEX-Hi). Первоначально планировалось, что миссия продлится 24 месяца. С тех пор миссия была продлена, и по состоянию на март 2023 года космический корабль все еще находится в эксплуатации.
Космический корабль
[ редактировать ]
Космический корабль построен на восьмиугольном основании высотой примерно 58 см (23 дюйма) и шириной 95 см (37 дюймов). Сухая масса составляет 80 кг (180 фунтов), а полезная нагрузка прибора — 26 кг (57 фунтов). Полная масса топлива составляет 107 кг (236 фунтов), а стартовая масса всей летной системы, включая ATK Star 27 твердотопливный двигатель , — 462 кг (1019 фунтов). Сам космический корабль имеет гидразиновую систему ориентации . Электроэнергия вырабатывается солнечной батареей мощностью 116 Вт , номинальная потребляемая мощность составляет 66 Вт (16 Вт для полезной нагрузки). Связь осуществляется через две полусферические антенны с номинальной скоростью передачи данных по нисходящей линии связи 320 кбит/с и скорости восходящей линии связи 2 кбит/с. [7]
Научная цель
[ редактировать ]Научная цель миссии Interstellar Boundary Explorer (IBEX) — обнаружить природу взаимодействия между солнечным ветром и межзвездной средой на краю Солнечной системы. [8] IBEX достиг этой цели, создавая полные карты неба с интенсивностью (интегрированной по лучу видимости) ENA в различных диапазонах энергий каждые шесть месяцев. Большинство этих ENA генерируются в гелиооболочке , которая является областью взаимодействия.
Миссия
[ редактировать ]
Запуск
[ редактировать ]Спутник IBEX был соединен с ракетой-носителем Pegasus XL на базе ВВС Ванденберг , в Калифорнии а затем объединенный аппарат был подвешен под базовым самолетом Lockheed L-1011 Stargazer и доставлен на атолл Кваджалейн в центральной части Тихого океана . [9] Stargazer прибыл на атолл Кваджалейн 12 октября 2008 года. [8]
Спутник IBEX был доставлен в космос 19 октября 2008 года ракетой-носителем Pegasus XL. Ракета-носитель была выпущена со спутника Stargazer , взлетевшего с атолла Кваджалейн, в 17:47:23 UTC . [3] Запустившись с этой площадки, расположенной недалеко от экватора , ракета-носитель Pegasus подняла на орбиту на целых 16 кг (35 фунтов) больше массы, чем она могла бы поднять при запуске из Космического центра Кеннеди во Флориде . [10]
Профиль миссии
[ редактировать ]Спутник IBEX первоначально был запущен на высокоэллиптическую переходную орбиту с низким перигеем и использовал твердотопливный ракетный двигатель в качестве последней ступени разгона в апогее , чтобы значительно поднять перигей и достичь желаемой высотной эллиптической орбиты.
IBEX находится на сильно эксцентричной эллиптической земной орбите, перигей которой составляет около 86 000 км (53 000 миль) до апогея около 260 000 км (160 000 миль). Его первоначальная орбита составляла около 7000 × 320 000 км (4300 × 198 800 миль). [5] — то есть около 80% расстояния до Луны , которое изменилось в первую очередь из-за преднамеренной корректировки, направленной на продление срока службы космического корабля.
Земли Эта очень высокая орбита позволяет спутнику IBEX выходить за пределы магнитосферы при проведении научных наблюдений. Эта экстремальная высота имеет решающее значение из-за большого количества интерференции заряженных частиц, которая может возникнуть при проведении измерений в магнитосфере. Находясь в магнитосфере Земли (70 000 км (43 000 миль)), спутник также выполняет другие функции, включая передачу телеметрии вниз. [11]
Орбита скорректирована
[ редактировать ]В июне 2011 года IBEX перешел на новую орбиту, в результате чего его перигей поднялся до более чем 30 000 км (19 000 миль). Новая орбита имеет период в одну треть лунного месяца, что при правильной фазировке позволяет избежать слишком близкого приближения космического корабля к Луне, гравитация которой может негативно повлиять на орбиту IBEX. Теперь космический корабль использует меньше топлива для поддержания стабильной орбиты, что увеличивает срок его полезного использования до более чем 40 лет. [6]
Инструменты
[ редактировать ]
Граница гелиосферы Солнечной системы формируется путем измерения местоположения и величины столкновений с перезарядкой, происходящих во всех направлениях. Полезная нагрузка спутника состоит из двух сканеров энергетических нейтральных атомов (ENA): IBEX-Hi и IBEX-Lo. Каждый из них состоит из коллиматора , ограничивающего поля зрения (FoV), преобразующей поверхности для преобразования нейтрального водорода и кислорода в ионы , электростатического анализатора (ESA) для подавления ультрафиолетового света и отбора ионов определенного энергетического диапазона, а также детектора для посчитайте частицы и определите тип каждого иона. Оба этих датчика представляют собой однопиксельные камеры с полем обзора примерно 7° x 7°. Прибор IBEX-Hi регистрирует количество частиц в более высоком энергетическом диапазоне (от 300 эВ до 6 кэВ), чем в энергетическом диапазоне IBEX-Lo (от 10 эВ до 2 кэВ). Научная полезная нагрузка также включает в себя комбинированный электронный блок (CEU), который контролирует напряжения на коллиматоре и ESA, а также считывает и записывает данные с детекторов частиц каждого датчика. [12]
Коммуникация
[ редактировать ]По сравнению с другими космическими обсерваториями IBEX имеет низкую скорость передачи данных из-за ограниченных требований миссии. [13]
... Скорость передачи данных IBEX медленнее по сравнению с другими телескопами из-за характера собираемых им данных. IBEX не нуждается в «высокоскоростном» соединении, поскольку у него есть возможность собирать лишь до нескольких частиц в минуту. Связь со спутника на землю в 20 раз медленнее, чем у обычного домашнего кабельного модема (320 000 бит в секунду) [это скорость передачи данных спутника], [14] а с земли на спутник всего 2000 бит в секунду, что в 250 раз медленнее! Как только сигнал собирается приемниками на Земле, он передается через Интернет в Центр управления полетами в Даллесе, штат Вирджиния , и в Научно-операционный центр IBEX в Сан-Антонио , штат Техас ».
- Вопросы и ответы НАСА IBEX [13]
Сбор данных
[ редактировать ]
IBEX собирает выбросы энергетических нейтральных атомов (ENA), которые проходят через Солнечную систему к Земле и не могут быть измерены обычными телескопами. Эти ENA создаются на границе нашей Солнечной системы в результате взаимодействия частиц солнечного ветра и частиц межзвездной среды. [15]
В среднем IBEX-Hi обнаруживает около 500 частиц в день, а IBEX-Lo — менее 100. [16] К 2012 году было опубликовано более 100 научных статей, связанных с IBEX, которые главный исследователь назвал «невероятным научным урожаем». [16]
Доступность данных
[ редактировать ]По мере проверки данных IBEX данные IBEX становятся доступными в серии выпусков данных на веб-сайте публичных данных SwRI IBEX. Кроме того, данные периодически отправляются в Центр данных космической физики НАСА (SPDF), который является официальным сайтом архива данных IBEX. Данные SPDF можно найти на портале гелиофизических данных.
Результаты науки
[ редактировать ]
Первоначальные данные выявили ранее непредсказуемую «очень узкую ленту, которая в два-три раза ярче всего остального на небе». [17] Первоначальные интерпретации предполагают, что «межзвездная среда оказывает гораздо большее влияние на структурирование гелиосферы, чем считалось ранее». [15] Неизвестно, что создает ленту энергичных нейтральных атомов (ENA). [18] В настоящее время Солнце путешествует через Местное межзвездное облако , а размер и форма гелиосферы являются ключевыми факторами, определяющими ее защитную способность от космических лучей . Если IBEX обнаружит изменения в форме ленты, это может показать, как гелиосфера взаимодействует с Местным Пухом . [19] Земли Он также наблюдал ENA из магнитосферы . [4]
В октябре 2010 года на основе второй серии наблюдений IBEX через шесть месяцев были обнаружены значительные изменения в ленте. [20]
Далее он обнаружил нейтральные атомы из-за пределов Солнечной системы, которые, как выяснилось, отличались по составу от Солнца. [21] Удивительно, но IBEX обнаружил, что гелиосфера не имеет головной ударной волны , и измерил ее скорость относительно местной межзвездной среды (LISM) как 23,2 км/с (14,4 мили/с), улучшив предыдущее измерение 26,3 км/с (16,3 мили/с). миль/с) от Улисса . [22] Эти скорости соответствуют на 25% меньшему давлению на гелиосферу Солнца, чем считалось ранее. [21] [22]
В июле 2013 года результаты IBEX выявили четырехлопастной хвост в гелиосфере Солнечной системы. [23]
См. также
[ редактировать ]- Межзвездное картографирование и зонд ускорения (IMAP), продолжение миссии IBEX
- Дэвид Дж. МакКомас , главный исследователь IBEX ( Принстонский университет )
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «АЙБЕКС» . ЕКА . Проверено 13 августа 2015 г.
- ^ «Траектория: IBEX (Explorer 91) 2008-051A» . НАСА. 28 октября 2021 г. Проверено 9 декабря 2021 г.
В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе . - ^ Перейти обратно: а б Рэй, Джастин (19 октября 2008 г.). «Центр статуса миссии: Pegasus/IBEX» . Космический полет сейчас . Проверено 27 ноября 2009 г.
- ^ Перейти обратно: а б «Архив обновлений» . Юго-Западный научно-исследовательский институт.
- ^ Перейти обратно: а б «Информационный бюллетень: Козерог» (PDF) . Орбитальный АТК. FS001_06_3695. Архивировано из оригинала (PDF) 16 марта 2015 года . Проверено 27 апреля 2015 г.
- ^ Перейти обратно: а б с МакКомас, Дэйв (14 ноября 2011 г.). «Маневр повышения орбиты IBEX» . Юго-Западный научно-исследовательский институт . Проверено 1 марта 2012 г.
- ^ «Дисплей: IBEX (Explorer 91) 2008-051A» . НАСА. 28 октября 2021 г. Проверено 8 декабря 2021 г. В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ Перейти обратно: а б «Миссия по исследованию межзвездной границы» . НАСА. 14 октября 2008 г. Архивировано из оригинала 4 октября 2019 г. . Проверено 16 октября 2008 г. В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ Диллер, Джордж (3 октября 2008 г.). «Отчет о состоянии одноразовой ракеты-носителя» . НАСА. ЭЛВ-100308.
- ^ МакКомас, Дэйв (ноябрь 2006 г.). «Джанет Болл, Lockheed Martin Space Systems» . Юго-Западный научно-исследовательский институт . Проверено 19 ноября 2009 г.
- ^ «Часто задаваемые вопросы по IBEX» . НАСА. 14 января 2008 г. Архивировано из оригинала 9 марта 2016 г. Проверено 14 января 2019 г. В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ «АЙБЕКС КОСПАР ID 2008-051А» . НАСА. 28 ноября 2018 года . Проверено 22 января 2019 г. В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ Перейти обратно: а б «АЙБЕКС: вопросы и ответы» . НАСА. 25 июля 2008 г. Архивировано из оригинала 24 июня 2017 г. . Проверено 14 мая 2015 г. В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ http://www.nasa.gov/pdf/280255main_IBEXFactSheetOct08.pdf . В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ Перейти обратно: а б МакКомас, Дэйв (15 октября 2009 г.). «Первые научные результаты от IBEX!» . Юго-Западный научно-исследовательский институт . Проверено 5 сентября 2010 г.
- ^ Перейти обратно: а б МакКомас, Дэйв (15 октября 2012 г.). «3 года наблюдений IBEX» . Юго-Западный научно-исследовательский институт.
- ^ Болдуин, Эмили (15 октября 2009 г.). «IBEX наносит на карту границы Солнечной системы» . Астрономия сейчас. Архивировано из оригинала 21 сентября 2016 года . Проверено 14 августа 2016 г.
- ^ Керр, Ричард А. (16 октября 2009 г.). «Связывание Солнечной системы лентой заряженных частиц» . Наука . 326 (5951). Научный журнал: 350–351. дои : 10.1126/science.326_350a . ПМИД 19833930 .
- ^ «Таинственная полоса частиц содержит ключ к разгадке будущего Солнечной системы» . Журнал «Космос». 25 января 2010 года. Архивировано из оригинала 13 октября 2016 года . Проверено 5 сентября 2010 г.
- ^ «Постоянно меняющийся край Солнечной системы» . Журнал астробиологии. 2 октября 2010 г. Архивировано из оригинала 23 августа 2014 г. . Проверено 8 ноября 2010 г.
{{cite news}}: CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка ) - ^ Перейти обратно: а б «IBEX обнаруживает недостающую границу на краю Солнечной системы» . НАСА. 10 мая 2012 года. Архивировано из оригинала 7 марта 2013 года . Проверено 11 мая 2012 г. В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ Перейти обратно: а б Колер, Сюзанна (14 мая 2012 г.). «Никаких потрясений для этого лука: IBEX говорит, что мы неправы» . Астробиты . Проверено 14 августа 2016 г.
- ^ «IBEX НАСА впервые показал хвост Солнечной системы» . НАСА. 10 июля 2013 года. Архивировано из оригинала 9 сентября 2018 года . Проверено 13 августа 2015 г. В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
Внешние ссылки
[ редактировать ]
- Официальный сайт
- Публичные данные IBEX от научной группы IBEX
- Портал гелиофизических данных. Архивировано 23 января 2019 года на Wayback Machine Отделом гелиофизики НАСА.
- Профиль миссии IBEX от НАСА по исследованию солнечной системы
- Космический корабль НАСА показывает изменения на краю Солнечной системы на YouTube
- МакКомас, Д.; Аллегрини, Ф.; Бартолоне, Л.; Бохслер, П.; Бзовски, М.; и др. (сентябрь 2005 г.). Флек, Б.; Зурбухен, TH; Лакост, Х. (ред.). Миссия «Исследователь межзвездных границ» (IBEX) . Solar Wind 11 / SOHO 16 — Соединение Солнца и гелиосферы. 12–17 июня 2005 г. Уистлер, Британская Колумбия, Канада. п. 689. Бибкод : 2005ESASP.592..689M . ISBN 92-9092-903-0 .
