NASA的图标已经准备好探索电离层了

NASA的图标,探索地球和太空之间的边界

象太空船的例证。积分:美国宇航局的戈达德太空飞行中心/玛丽帕林比克 - 基思

2018年11月7日清晨,美国国家航空航天局发射电离层连接探测器(ICON),这是一艘将探索地球与太空交汇的动态区域:电离层的航天器。

重叠地球氛围最远的距离和空间的开始,电离层大约在表面上延伸50至400英里。太阳辐射在那里烹饪脆弱的气体,直到失去电子(或两三个),形成电荷的离子和电子的海洋。既不完全地球也不是空间,电离层的反应在下面的下方和太阳能流中的较低大气中的风和天气反应,不断变化,以形成我们呼叫空间天气的条件。

“经过多年的工作,我很高兴进入轨道并打开宇宙飞船,打开所有乐器的门,”托马斯·阿姆利斯,图标主要调查员说加州大学伯克利分校。“ICON具有不可思议的科学能力。我期待着惊喜的结果,并最终通过它的眼睛去看这个世界。”


美国国家航空航天局的电离层连接探测器(ICON)将在近地空间的底部,即上层大气的远处绕轨道运行。从这个有利位置,ICON观察到上层大气和一层被称为电离层的带电粒子。功劳:美国宇航局戈达德太空飞行中心。杜波斯坦

就空间而言,电离层随着它而靠近家。它的不断变化可以影响宇航员,卫星和大部分通信信号现代社会依赖。科学家们希望了解这些变化,因此他们最终可以更好地预测它们并保护我们在太空中的兴趣。

太空看起来可能是空的,但电离层充满了带电气体、太阳辐射以及电场和磁场。在这片带电粒子的海洋中,湍流可以表现为干扰轨道卫星或用于引导飞机、船舶和自动驾驶汽车的通信和导航信号。

根据其吸收太阳的能量,电离层的增长和收缩。因此,科学家们长期以来,这部分空间只是影响了它上方的空间中的发生影响。

但在过去的十年里,越来越多的证据表明,该地区的变化远远超出了我们仅凭太阳活动来解释的范围。电离层的内容物不是均匀分布的:密集的带电气体斑块,称为电离层等离子体,散落在整个中。最终,研究人员将这些补丁与全球天气模式联系起来 - 大规模事件,如几个飓风一次冲过海洋,或者在热带雨林上发生云形成。

虽然太阳提供了推动我们在地球上经历的天气的能量,但日常天气受到截然不同的东西:温度和水分的差异,海洋和土地之间的相互作用以及高和低大气压的区域。尽管如此,科学家们仍然惊讶地发现,陆地天气和太阳在电离层 - 在电离层面 - 在一个拔河控制中。

NASA的图标,探索地球和太空之间的边界

红色、绿色和黄色的光带——被称为气辉——在国际空间站拍摄的这段地球边缘的视频中可以看到。学分:美国国家航空航天局

在地球表面的高空,巨大的风携带着能量遍布全球,通过推动上层大气中的带电粒子,可以间接地改变电离层。这种运动产生了一个电场,引导粒子在带电电离层中的行为。

电离层至今仍然如此神秘的部分原因是这个区域难以观测。对于科学气球来说,电离层太高了,而对于卫星来说太低了,尤其是较低的电离层——地球和空间联系最紧密的地方——研究人员在近地空间研究中使用的许多技术都被避开了。但ICON在调查该地区方面拥有独一无二的优势。

“We’ve had the smoking gun — that indicated terrestrial and space weather are linked — but we’ve been missing actual observations in the region where these changes are taking place,” said Scott England, ICON project scientist at Virginia Tech in Blacksburg, Virginia. “ICON has all the tools to see the drivers and their effects in the system.”

从低地球轨道,图标将通过跟踪Airglow来探索这些连接,这是我们星球的高层大气的怪癖。它是指从电离层闪耀的光线,在红色,绿色和黄色的脆弱泡沫中包裹地球。防盗是由激发极光的类似过程创造的:气体兴奋并发光。虽然极光通常被限制在极端的北部和南部纬度,但是防盗队在全球范围内闪耀,并且越来越淡了。

“我们的氛围是这样的惊人,但更多的是 - 更重要的是 - 它为我们提供了一种直接能够观察我们所需要的关键参数,以便研究中性气氛和电离层之间的连接,”Immel说。

不同的大气气体会在特定的高度以特定的颜色发光,因此科学家可以使用气辉探测不同的大气层,收集密度、温度和成分等信息。此外,地球的自然辉光有助于科学家追踪电离层内部的运动:当高空风扫过该地区,推动其内容物四处移动时,气辉微弱的光线反过来变化,追踪全球模式。

“我迫不及待地想看看ICON的airglow是什么样子,”伊梅尔说。

ICON的90分钟发射窗口将于美国东部时间2018年11月7日凌晨3点开始。“偶像”号由诺斯罗普·格鲁曼公司的飞马XL火箭发射,由佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地的“观星者”L-1011飞机携带升空。L-1011运载火箭到大约4万英尺的公海上空,在那里它被释放并自由下落5秒,然后点燃它的第一级火箭发动机。预计在美国东部时间凌晨3点05分从观星器释放。飞船在飞马座降落大约11分钟后展开。

图标将加入另一个电离选项,黄金,遗迹,肢体缺乏肢体和磁盘的缺点,它于2018年1月推出。虽然图标飞过地球上只有357英里,但将捕获该地区的特写图像,Gold在地球静止中的金苍蝇轨道在西半球22,000英里,专门从事电离层和高层大气的全球范围图像。图标采取特写镜头,金币捕捉景观。

Together, these missions will provide the most comprehensive ionosphere observations we’ve ever had — data that’s hard to get from Earth, where we can only measure small fractions of the region at a time — enabling a deeper understanding of how our planet interacts with space.

“这真是研究太阳物理学的一个美妙时刻,”尼古拉·福克斯(Nicola Fox)说,他是美国国家航空航天局(NASA)位于华盛顿的太阳物理学部门的主管。“今年早些时候,我们刚刚发射了帕克太阳探测器,它将让我们第一次近距离观察太阳风的驱动因素。现在,有了ICON加入我们的太阳物理系统舰队,我们将会有令人难以置信的详细测量电离层对太阳驱动器的响应。这是研究整个系统响应的绝佳机会。”

美国宇航局的太阳物理学任务研究从太阳到地球和其他行星周围空间的一个巨大的相互连接的系统,以及太阳不断流动的太阳风流的最远边界。ICON的观测将提供关于地球大气如何与这个复杂的动态系统相联系的关键信息。

ICON是一个探索者级的任务。戈达德为位于华盛顿的科学任务理事会下属的美国宇航局太阳物理学部门管理探索计划。加州大学伯克利分校的空间科学实验室开发并运营了ICON任务,并建造了EUV和FUV成像仪。位于华盛顿特区的海军研究实验室开发了MIGHTI仪器,位于达拉斯的德克萨斯大学开发了IVM,而位于弗吉尼亚州杜勒斯的诺斯罗普·格鲁曼公司制造了ICON航天器和飞马运载火箭。

美国东部时间2018年11月7日凌晨2点45分,美国宇航局开始进行发射覆盖。美国国家航空和宇宙航行局(NASA)的电视报道如下:https://www.nasa.gov/live.

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