范艾伦探测器
范艾伦探测器（英文：Van Allen Probes）原名为辐射带风暴探测器（英文：Radiation Belt Storm Probes，缩写：RBSP）[1]是两艘用来研究环绕地球的范艾伦辐射带的自动控制太空船。这是NASA指挥的范艾伦探测任务，属于与恒星共存计画中的一部分[2]。 对了解辐射带的环境和它的变异性，以研究太空船的操作、系统设计和派遣与规划太空人的安全领域和实际的应用有其重要性[3]。这两艘太空船于2012年8月30日发射。
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| 所属组织 | NASA |
|---|---|
| 主制造商 | 应用物理实验室 |
| 任务类型 | 天体物理学观测 |
| 发射时间 | 2012年8月30日 08时05分00秒 UTC |
| 发射手段 | 擎天神五号运载火箭 |
| 发射地点 | 卡纳维尔角空军基地 SLC-41 |
| 任务时长 | 原定两年 目前已运作12年3个月15日 |
| COSPAR ID | 2012-046 |
| 官方网站 | http://rbsp.jhuapl.edu |
| 质量 | 约 1500 公斤 x 两枚 |
| 轨道参数 | |
| 倾角 | ~10° |
| 远拱点 | ~5.8 地球半径 (34,000公里) |
| 近拱点 | ~700 公里 |
| 周期 | ~9小时 |
回顾
NASA的戈达德太空飞行中心管理所有的与恒星共存专案，包括太阳动力学天文台（Solar Dynamics Observatory，SDO）与RBSP，应用物理实验室负责RBSP的总体执行情况和文书作业。主要的任务时程至少是2年，情况许可则期望能延长到4年。太空船还将与RBSP相对论电子衰减气球阵列（Balloon Array for RBSP Relativistic Electron Losses，BARREL）密切配合，可以测量逃逸出辐射带的一颗粒子和它穿越地球大气层的完整路径[4][5]。
辐射带风暴探测器是NASA与恒星共存专案的一部分，由位于绿堤的戈达德太空飞行中心管理。约翰·霍普金斯大学应用物理实验室为NASA管理此一任务和建造和操控范艾伦探测器。
里程碑
- 2007年1月30-31日：完成任务观念的审查[6]。
- 2008年10月：主要设计审查。
- 2009年1月：确认通过审查。
- 2012年4月30日：探测期从在马里兰劳雷尔的应用物理实验室运送到卡纳维尔角空军基地。
- 探测器于2012年8月30日4:05 (EDT) 从佛罗里达的卡纳维尔角空军基地第41号太空发射站发射升空[7]。
发射载具
在2009年3月16日，联合发射联盟（United Launch Alliance，ULA）宣布NASA已经通知批准ULA使用擎天神五号运载火箭401火箭发射RSBP[8]。NASA在8月23日清早，于到数4分钟时延迟了发射。8月24日，恶劣的天气再度延迟了发射，以及为防范之后的飓风以撒和保护火箭与卫星又再度延迟，直到2012年8月30日4:05 (EDT)才发射[9]。
科学研究
范艾伦辐射带是会随著时间推移的太空气候的一部分，伴随著从太阳喷发出来，充斥在整个太阳系的能量和物质膨胀和收缩。太空气候是在夜晚的微光极光的来源，但是它也会破坏卫星，导致电力网格的损坏和造成GPS的混乱。范艾伦探测器将协助科学家了解这一个区域，以设计出更好的，可以在严酷的外太空生存的太空船[2]。这个任务让科学家了解相对论性质的电子和离子在太空中的分布与如何形成和变化，以及因应太阳活动和太阳风的变化[2]。
这个任务一般性的科学目标有[2]：
- 发现那些进程－单独或是组合－在辐射带中的粒子是如何和在甚么条件下加速和传输。
- 了解翰量化辐射带中电子的流失。
- 确定造成电子加速进程和造成电子流失两者之间的平衡。
- 了解辐射带是如何引起磁暴和其间的变化。
太空船
范艾伦探测器包括两艘由擎天神五号运载火箭发射，稳定自旋的太空船。这两艘探太空船必须在它们要研究的恶劣环境中操作；而其它的卫星在这种激烈的太空天气下都会自行关闭或有著近乎奢侈的保护装置，但范艾伦探测器却必须继续搜集资料。因此，这两艘太空船必须能抵挡铺天盖地而来的各种辐射和粒子，才能体验太空中活动最激烈区域[2]。
仪器
因为这是两艘至关重要且完全相同的太空船，用来观测辐射带在时间和空间上的变化，因为它是至关重要的两艘太空船，每艘的探测仪器都将执行以下的测量：
- 高能粒子、组成、和热电浆（ECT）仪器套件 [1]：首席研究员是新罕布夏大学的哈仑·斯宾塞[2] （页面存档备份，存于互联网档案馆）。在这项研究中关建的伙伴是洛斯阿拉莫斯国家实验室（LANL）、美国西南研究院、航太公司和LASP。
- 带电体和磁场仪套件与综合的科学（EMFISIS）：首席研究员是来自爱荷华大学的的Craig Kletzing。
- 电场和波仪器（EEW）：首席研究员是来自明尼苏达大学的约翰甘特。在这个研究的关键伙伴包括加利福尼亚大学柏克莱分校和科罗拉多大学的博尔德。
- 辐射带风暴探测器离子组成实验（RBSPICE）；首席研究员是新泽西理工学院的Lou Lanzerotti [3] [4]。主要的合作伙伴包括应用物理实验室和基础技术，LLC [5] （页面存档备份，存于互联网档案馆）。
- 来自美国国家侦察局的相对论粒子光谱仪。
科学成果
在2013年2月，使用范艾伦探测器的资料发现发现临时的第3个范艾伦辐射带。他们说第3个范艾伦辐射带只持续了几个星期[10]。
相关条目
- RBSP相对论电子衰减气球阵列（BARREL）
- 卡西尼－惠更斯号
- 星簇Cluster (spacecraft)
- Heliophysics
- 太阳动力学天文台（SDO）
- 太阳和太阳风层探测器 （SOHO）
- 日地关系天文台 （Solar TErrestrial RElations Observatory），2006年发射，迄今仍在工作中。
- 风，1994年发射，仍在工作中。
参考资料
- ^ Van Allen Probes: NASA Renames Radiation Belt Mission to Honor Pioneering Scientist. Reuters (Science Daily). 11 November 2012 [2012-11-12]. （原始内容存档于2021-01-26）.
- ^ 2.0 2.1 2.2 2.3 2.4 RBSP - Mission Overview. NASA. March 28, 2012 [2012-07-08]. （原始内容存档于2020-01-02）.
- ^ Radiation Belt Storm Probes (RBSP) 互联网档案馆的存档，存档日期2012-05-02.
- ^ Karen C., Fox. Launching Balloons in Antarctica. NASA. 22 February 2011 [2012-07-13]. （原始内容存档于2012-12-13）.
- ^ Balloon Array for RBSP Relativistic Electron Losses. [2012-12-21]. （原始内容存档于2019-10-21）.
- ^ Construction Begins!. The Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory. January 2010. （原始内容存档于2012-07-24）.
- ^ Probes launched. [2012-12-21]. （原始内容存档于2020-11-28）.
- ^ United Launch Alliance Atlas V Awarded Four NASA Rocket Launch Missions. ULA. Mar 16, 2009. （原始内容存档于2009-08-01）.
- ^ Tropical Storm Isaac Delays NASA Launch. The Brevard Times. [26 August 2012]. （原始内容存档于2020-11-12）.
- ^ "Ephemeral third ring of radiation makes appearance around Earth" （页面存档备份，存于互联网档案馆） Nature.com. Retrieved: 2 March 2013.
