Sonda międzygwiazdowa do mapowania i przyspieszania

Wrażenia artysty dotyczące satelity IMAP. Ogólne dane

Organizacja	NASA
Budowniczy	Laboratorium Fizyki Stosowanej Princeton University
Program	Słoneczne sondy naziemne
Pole	Badanie wiatru słonecznego i lokalnego ośrodka międzygwiazdowego
Status	W opracowaniu
Uruchomić	Około 2024 roku
Dożywotni	2 lata (misja główna)
Teren	[1]

Charakterystyka techniczna

Kontrola postawy	Spinne
Źródło energii	Panele słoneczne

Orbita

Orbita	Orbita heliocentryczna
Lokalizacja	Punkt Lagrange'a L 1 układu Ziemia-Słońce

Interstellar Mapping and Acceleration Probe ( Observatory of Solar-Terrestrial ), lepiej znany pod akronimem IMAP, to misja kosmiczna agencji kosmicznej US , NASA , której celem jest badanie wiatru słonecznego i lokalnego ośrodka międzygwiazdowego . IMAP to piąta misja programu badań relacji Słońce - Ziemia ( Solar Terrestrial Probes ). Satelita zostanie wystrzelony w 2024 r. Jego nominalny czas trwania to 2 lata, ale może zostać przedłużony. IMAP udostępnia 10 instrumentów reprezentujących najnowocześniejsze technologie w dziedzinie pomiaru cząstek. Projekt jest prowadzony przez Center Goddard Space Flight, podczas gdy satelita jest budowany przez Science Laboratory of Applied of University Johns Hopkins, przy znacznym udziale zagranicznych laboratoriów zajmujących się oprzyrządowaniem.

Kontekst

Historia projektu

Misją IMAP ma swój początek w co dziesięć lat Heliofizyka Raportu wyprodukowanego w 2012 roku przez National Academy of Sciences USA . Przedstawia dwie propozycje badania środowiska Słońca w jednym przy umiarkowanych kosztach, dołączone do programu NASA Solar Terrestrial Probes poświęconego badaniu interakcji między Słońcem a Ziemią. W rezultacie NASA ogłasza w 2017 r. Zaproszenie do składania wniosków i wybiera projekt zaproponowany przez Princeton University wczerwiec 2018.

Projekt jest prowadzony przez Centrum Lotów Kosmicznych Goddarda , gdy satelita jest zbudowany przez Science Laboratory of Applied z Uniwersytetu Johns Hopkins z istotnych wkładów laboratoriach zagranicznych (Niemcy, Polska, Szwajcaria i Japonia) do instrumentacji.

Cele naukowe

Celem misji IMAP jest określenie fizycznych procesów kontrolujących ewolucję środowiska kosmicznego naszego Układu Słonecznego . Instrumenty IMAP osiągają te cele, mierząc charakterystykę wiatru słonecznego, a także mierząc echo heliosfery, gdy cząsteczki docierają do regionów na krawędziach heliosfery i wchodzą z nimi w interakcje. Cele szczegółowe to:

określić skład i charakterystykę lokalnego ośrodka międzygwiazdowego,
określić, w jaki sposób pola magnetyczne Słońca oddziałują z lokalnym ośrodkiem międzygwiazdowym,
określić, jak wiatr słoneczny i ośrodek międzygwiazdowy oddziałują na siebie na krawędziach heliosfery.
określić, w jaki sposób cząstki osiągają wysokie energie podczas przechodzenia przez Układ Słoneczny.

Charakterystyka techniczna

IMAP to satelita podobny do IBEX . Jest wirowany (4 obroty na minutę), a jego oś obrotu jest skierowana w stronę Słońca.

Instrumenty naukowe

IMAP wykorzystuje 10 instrumentów naukowych:

IMAP-Lo to neutralny detektor atomów, który określa kierunek i naturę cząstek międzygwiazdowych, których energia mieści się w zakresie od 5 do 1000 eV . Wykrywane pierwiastki to hel, wodór, tlen, neon i deuter. Instrument wywodzi się z IBEX-Lo zainstalowanego na pokładzie obserwatorium kosmicznego IBEX.
IMAP-Hi to neutralny detektor atomów, który określa widmo, kierunek i energię cząstek z zewnętrznej heliosfery, których energia mieści się w zakresie od 0,41 do 15,6 keV . Zawiera dwa detektory skierowane odpowiednio pod kątem 90 ° i 45 ° od osi obrotu IMAP oraz w kierunku przeciwnym do Słońca. IMAP-Hi może wykrywać atomy helu, wodoru, tlenu, neonu, węgla i azotu. Instrument wywodzi się z IBEX-Hi zainstalowanego na pokładzie obserwatorium kosmicznego IBEX.
IMAP-Ultra to neutralny detektor atomów, jonów i elektronów, który określa widmo, kierunek i energię cząstek z helioduktu i poza nim. Wykrywa w szczególności obojętne atomy wodoru, których energia wynosi od 3 do 300 keV, ale jest również wrażliwa na atomy helu. Instrument jest identyczny z instrumentem JENI na pokładzie europejskiej sondy kosmicznej, z tym wyjątkiem, że ma dwa detektory zamiast tylko jednego.
MAG to magnetometr składający się z dwóch identycznych trójosiowych detektorów bramkowania strumienia pochodzących z instrumentów na pokładzie MMS. Magnetometry są montowane na końcu słupa o długości 1,8 metra, aby zmniejszyć wpływ wyposażenia statku kosmicznego na pomiary. Pomiary dokonywane są z częstotliwością 2 Herzów. Zakres pomiarowy wynosi ± 500 nT, a rozdzielczość 10 pT.
SWE ( Solar Wind Electrons ) to przyrząd do pomiaru trójwymiarowego rozkładu elektronów termicznych i nadtermicznych, których energia mieści się w zakresie od 1 eV do 5 keV.
SWAPI ( Solar Wind and Pickup Ions ) to instrument mierzący rozkład energii jonów wodoru i helu w wietrze słonecznym i pochodzących z ośrodka międzygwiazdowego. Zmierzone cząstki mają energię od 0,1 do 20 keV.
CoDICE ( Compact Dual Ion Composition Experiment ) to przyrząd do pomiaru właściwości jonów, ich rozkładu prędkości i ładunku elektrycznego. Zmierzone cząstki mają energię od 0,5 do 80 keV na ładunek elektryczny (detektor CoDICE-Lo) i od 0,03 do 5 MeV na jądro w CoDICE-hi. Pomiary te powinny umożliwić określenie składu i strumieni w lokalnym ośrodku międzygwiazdowym oraz ustalenie pochodzenia cząstek nadtermicznych.
HIT ( High-energy Ion Telescope ) to instrument mierzący naturę jonów, ich widmo energetyczne i rozkład kątowy oraz czas ich przybycia. Mierzone pierwiastki wahają się od wodoru do niklu z energią od 2 do 40 MeV. HIT bazuje na instrumencie LET na pokładzie STEREO .
IDEX ( Interstellar Dust Explorer ) to instrument do pomiaru składu, prędkości i rozkładu masy cząstek pyłu międzygwiazdowego. Czułość przyrządu musi umożliwiać pomiar co najmniej 100 cząstek rocznie. Rozdzielczość masowa to 1/200.
GLOWS ( Global Solar Wind Structure ) to przyrząd do pomiaru promieniowania emitowanego w heliosferze przez wodór (promieniowanie Lyman-αline 121,6 nm) i hel (58,4 nm).

Przebieg misji

IMAP ma zostać uruchomiony w 2024 roku i umieszczony na orbicie wokół punktu Lagrange'a L 1 układu Ziemia-Słońce, znajdującego się 1,5 miliona kilometrów od Ziemi w kierunku Słońca. W tej pozycji pomiary wiatru słonecznego są znacznie mniej zakłócane przez Ziemię. Podstawowa misja powinna trwać 2 lata, ale satelita będzie nosił materiały eksploatacyjne przez co najmniej 5 lat.

Uwagi i odniesienia

Uwagi

Bibliografia

Interstellar Mapping and Acceleration Probe (IMAP): Nowa misja NASA , str. 4
(w) „ Overview ” on IMAP Project , Princeton University (dostęp: 17 lipca 2019 )
(w) " tools " on IMAP Project , Princeton University (dostęp: 17 lipca 2019 )
(w) „ IMAP-Lo ” on IMAP Project , Princeton University (dostęp: 17 lipca 2019 )
(w) „ IMAP-Hi ” on IMAP Project , Princeton University (dostęp: 17 lipca 2019 )
(w) „ IMAP-Ultra ” on IMAP Project , Princeton University (dostęp: 17 lipca 2019 )
(w) „ MAG (Magnetometer) ” on IMAP Project , Princeton University (dostęp: 17 lipca 2019 )
(w) „ SWE (Solar Wind Electrons) ” on IMAP Project , Princeton University (dostęp: 17 lipca 2019 )
(w) „ SWAPI (Solar Wind and Pickup Ions) ” on IMAP Project , Princeton University (dostęp: 17 lipca 2019 )
(w) „ Code (Compact Dual Ion Composition Experiment) ” , w projekcie IMAP , Princeton University (dostęp: 17 lipca 2019 )
(w) „ HIT (High-Energy Ion Telescope) ” on IMAP Project , Princeton University (dostęp: 17 lipca 2019 )
(w) „ IDEX (Interstellar Dust Explorer) ” on IMAP Project , Princeton University (dostęp: 17 lipca 2019 )
(w) „ GLOWS (Global Solar Wind Structure) ” on IMAP Project , Princeton University (dostęp: 17 lipca 2019 )
Interstellar Mapping and Acceleration Probe (IMAP): Nowa misja NASA , str. 5-6

Dokument referencyjny

(en) DJ McComas , ER Christian , NA Schwadron i wsp. , „ Interstellar Mapping and Acceleration Probe (IMAP): A New NASA Mission ” , Space Sci Rev , vol. 214 N O 116,22 października 2018 r, s. 1-54 ( DOI 10.1007 / s11214-018-0550-1 , czytaj online )

Zobacz też

Powiązane artykuły

Linki zewnętrzne

(Nie) Oficjalna strona Princeton University
(en) IMAP na EO portalu w Europejskiej Agencji Kosmicznej