SMILE (satelit)

Acest articol sau secțiune conține informații referitoare la o misiune spațială în curs sau anunțată. Conținutul s-ar putea schimba dramatic pe măsură ce vor fi disponibile mai multe informații. Vă rugăm să nu adăugați speculații la zvon.

Misiunea SMILE
Date despre misiune
Operator	ESA Academia Chineză de Științe
Tipul misiunii	Sondă spațială în orbită
Satelit de	Teren
Rezultat	în construcție
Numele vehiculului	ZÂMBET
Vector	Ariane 62 sau Vega C
Lansa	2024
Locul lansării	Centru Guyanais spațiale
Durată	3 ani (nominal)
Proprietatea navei spațiale
Putere	850 W
Masa	2 200 kg (la lansare)
Constructor	Airbus (modul de încărcare utilă)
Instrumentaţie	Telescop moale cu raze X (SXI) Telescop ultraviolet (UVI) Analizor de ioni de lumină (LIA) Magnetometru (MAG)
Parametrii orbitali
Orbită	Orbita eliptica
Apogeu	121 182 km
Perigeu	5000 km
Perioadă	51 de ore
Înclinare	${\displaystyle {\mathrm{<span\; class="mwe-math-element"><span\; class="mwe-math-mathml-inline\; mwe-math-mathml-a11y"\; style="display:\; none;">70</span></span>}}^{<span\; class="mwe-math-element"><span\; class="mwe-math-mathml-inline\; mwe-math-mathml-a11y"\; style="display:\; none;">\circ </span></span>}}${\ displaystyle 70 ^ {\ circ}} sau ${\displaystyle {\mathrm{<span\; class="mwe-math-element"><span\; class="mwe-math-mathml-inline\; mwe-math-mathml-a11y"\; style="display:\; none;">98</span></span>}}^{<span\; class="mwe-math-element"><span\; class="mwe-math-mathml-inline\; mwe-math-mathml-a11y"\; style="display:\; none;">\circ </span></span>}}${\ displaystyle 98 ^ {\ circ}}
Viziunea cosmică
Misiunea anterioară Următoarea misiune Euclid SUC
Editați datele pe Wikidata · Manual

S olar wind M agnetosphere I onosphere L ink E xplorer (SMILE = SMILE în engleză, prescurtare pentru „Exploratorul legăturii dintre vântul solar , magnetosfera și ionosfera terestră”) este o misiune spațială dezvoltată împreună de Agenția Spațială Europeană ( ESA ) și „Academia Chineză de Științe (CAS)”. Pentru prima dată, SMILE va obține imagini ale magnetosferei în raze „moi” (cu energie redusă) și ultraviolete (UV) continuu timp de 40 de ore pe orbită și astfel ne va îmbunătăți cunoștințele despre interacțiunea dinamică dintre vântul solar și magnetosfera terestră. Această combinație unică va face posibilă realizarea de progrese semnificative în domeniul meteorologiei spațiale ^{[1] [2]} .

Lansarea SMILE în spațiu este programată pentru 2024 ^[3] .

Obiective științifice

Principalele obiective științifice ale misiunii SMILE sunt:

• Pentru a studia cuprinzător răspunsul dinamic al magnetosferei pământului sub impactul vântului solar
• Investigați lanțul de evenimente care caracterizează interacțiunea dintre Soare și Pământ și, în special, dezvoltarea furtunilor magnetice (fenomene de mare activitate în magnetosferă activate de vântul solar)
• Pentru a studia legătura dintre furtunile magnetice și erupțiile de masă din coroana solară

Descrierea misiunii

Misiunea va observa interacțiunea vântului solar cu magnetosfera Pământului cu telescoapele sale cu raze X (SXI sau Soft X-ray Imager) și UV (UVI sau UV Imager), care împreună și simultan vor obține imagini și videoclipuri ale magnetosfera. în zona diurnă (unde vântul solar se întâlnește cu magnetosfera), a cuspidelor magnetosferice polare (o regiune din ambele emisfere terestre unde particulele de vânt solar au acces direct la ionosfera pământului) și amprenta ovală a aurorei ( regiunea din jurul ambilor poli geomagnetici unde apar deseori aurore). În același timp, SMILE va colecta date despre plasmă (gaz ionizat) in situ (în locul în care se află satelitul) cu alte două instrumente - un analizor de ioni (LIA) și un magnetometru (MAG). Aceste instrumente vor măsura densitatea, temperatura, viteza și distribuția energiei ionilor în vântul solar, magnetosea (învelișul care înconjoară magnetosfera) și magnetosfera în sine, detectând în același timp schimbările în câmpul magnetic DC local. SMILE trebuie să atingă o altitudine suficient de mare pentru a putea observa marginea magnetosferei Pământului cu fața către Soare și, în același timp, să obțină o rezoluție spațială bună a ovalei aurorei complete. Orbita aleasă este deci foarte eliptică și foarte înclinată ( ${\displaystyle {\mathrm{<span\; class="mwe-math-element"><span\; class="mwe-math-mathml-inline\; mwe-math-mathml-a11y"\; style="display:\; none;">70</span></span>}}^{<span\; class="mwe-math-element"><span\; class="mwe-math-mathml-inline\; mwe-math-mathml-a11y"\; style="display:\; none;">\circ </span></span>}}${\ displaystyle 70 ^ {\ circ}} sau ${\displaystyle {\mathrm{<span\; class="mwe-math-element"><span\; class="mwe-math-mathml-inline\; mwe-math-mathml-a11y"\; style="display:\; none;">98</span></span>}}^{<span\; class="mwe-math-element"><span\; class="mwe-math-mathml-inline\; mwe-math-mathml-a11y"\; style="display:\; none;">\circ </span></span>}}${\ displaystyle 98 ^ {\ circ}} în funcție de lansatorul ales) și aduce SMILE până la o treime din distanța dintre Pământ și Lună la apogeu (o altitudine de 121 182 km , care corespunde cu 19 raze ale Pământului sau 19 R _E ). Acest tip de orbită va permite SMILE să-și petreacă cea mai mare parte a timpului (aproximativ 80%, echivalent cu 9 luni pe an) la o altitudine ridicată, unde satelitul pentru prima dată va putea face observații continuu timp de mai mult de 40 de ore. . Această orbită limitează, de asemenea, timpul petrecut în centurile Van Allen cu radiații ridicate, care sunt periculoase pentru satelit și instrumentele sale. SMILE va fi plasat pe orbita joasă a Pământului de o rachetă Vega C sau Ariane 62 lansată de la Kourou în Guyana Franceză ; sistemul său de propulsie va duce satelitul până la orbita nominală cu o altitudine a perigeului de aprox 5 000 km . Centrul de control al misiunii va fi operat de Academia Chineză de Științe (CAS), iar ESA și CAS vor conduce împreună centrul de operațiuni științifice al misiunii.

Caracteristicile tehnice ale satelitului

La lansare, SMILE va avea o masă totală de 2 200 kg și de 679 kg fără propulsor. Satelitul cuprinde două module: - Sarcina utilă (PLM, pentru modulul PayLoad) - Sistemul de propulsie care, în combinație cu modulul de service, se numește platformă.

Platformă

Sistemul de propulsie furnizat de CAS include patru containere sferice care alimentează un propulsor principal cu putere de 490 N și mai multe motoare pentru controlul atitudinii. Satelitul este stabilizat pe trei axe. Două rețele de panouri solare cu o suprafață de 5,8 m ² alimentează satelitul producând electricitate 850 W. Modulul de propulsie are o masă de 547 kg fără propulsor și poate rezista până la 600 kg propulsor. Cei doi detectori ai analizorului de ioni LIA sunt de asemenea montați pe platformă.

Modul de încărcare utilă

Cele două telescoape (raze X și UV) și magnetometrul sunt montate pe modulul de încărcare utilă pentru o masă de aprox 66 kg . Sistemul de comunicație în bandă X este, de asemenea, montat pe acest modul, care va transmite datele colectate la sol. Acest modul, procurat de ESA, va fi construit de Airbus ^[4] .

Telescop cu raze X (SXI)

Soft X-ray Imager, sau SXI, este un telescop cu câmp larg (${\displaystyle \mathrm{<span\; class="mwe-math-element"><span\; class="mwe-math-mathml-inline\; mwe-math-mathml-a11y"\; style="display:\; none;">26</span></span>}<span\; class="mwe-math-element"><span\; class="mwe-math-mathml-inline\; mwe-math-mathml-a11y"\; style="display:\; none;">,</span></span>{\mathrm{<span\; class="mwe-math-element"><span\; class="mwe-math-mathml-inline\; mwe-math-mathml-a11y"\; style="display:\; none;">5</span></span>}}^{<span\; class="mwe-math-element"><span\; class="mwe-math-mathml-inline\; mwe-math-mathml-a11y"\; style="display:\; none;">\circ </span></span>}}${\ displaystyle 26.5 ^ {\ circ}} X${\displaystyle \mathrm{<span\; class="mwe-math-element"><span\; class="mwe-math-mathml-inline\; mwe-math-mathml-a11y"\; style="display:\; none;">15</span></span>}<span\; class="mwe-math-element"><span\; class="mwe-math-mathml-inline\; mwe-math-mathml-a11y"\; style="display:\; none;">,</span></span>{\mathrm{<span\; class="mwe-math-element"><span\; class="mwe-math-mathml-inline\; mwe-math-mathml-a11y"\; style="display:\; none;">5</span></span>}}^{<span\; class="mwe-math-element"><span\; class="mwe-math-mathml-inline\; mwe-math-mathml-a11y"\; style="display:\; none;">\circ </span></span>}}${\ displaystyle 15,5 ^ {\ circ}} ), de tip „ochi de homar”, care utilizează doi detectori CCD mari pentru a obține imagini în banda de raze X de energie cuprinsă între 0,2 și 2,5 keV; aceste raze X cu energie redusă sunt produse în procesul de schimb de sarcini atunci când vântul solar se întâlnește cu exosfera Pământului. Imaginile SXI vor produce hărți ale poziției, formei și mișcării limitelor magnetosferei Pământului, cum ar fi șocul frontal, magnetopauza și cuspizii. Universitatea din Leicester ^[5] din Marea Britanie este responsabilă pentru fabricarea și calibrarea telescopului, în colaborare cu alte câteva institute europene. Detectoarele CCD sunt fabricate de compania Teledyne e2v din Marea Britanie și sunt achiziționate de ESA. Masa totală a SXI este 36 kg .

Telescop UV (UVI)

UV Imager, sau UVI, este un telescop cu patru oglinzi care direcționează razele UV către un detector CMOS unde se formează imaginile (cu un câmp vizual de ${\displaystyle {\mathrm{<span\; class="mwe-math-element"><span\; class="mwe-math-mathml-inline\; mwe-math-mathml-a11y"\; style="display:\; none;">10</span></span>}}^{<span\; class="mwe-math-element"><span\; class="mwe-math-mathml-inline\; mwe-math-mathml-a11y"\; style="display:\; none;">\circ </span></span>}}${\ displaystyle 10 ^ {\ circ}} X ${\displaystyle {\mathrm{<span\; class="mwe-math-element"><span\; class="mwe-math-mathml-inline\; mwe-math-mathml-a11y"\; style="display:\; none;">10</span></span>}}^{<span\; class="mwe-math-element"><span\; class="mwe-math-mathml-inline\; mwe-math-mathml-a11y"\; style="display:\; none;">\circ </span></span>}}${\ displaystyle 10 ^ {\ circ}} ) din regiunea Aurorilor Nordici; aceste poze, făcute în trupă 160-180 nm cu o rată de un minut, permit studierea legăturii dintre procesele care au loc la limitele magnetosferei (observate de SXI) și cele care acționează asupra particulelor încărcate care precipită în ionosferă. UVI este asigurat de o colaborare între Universitatea din Calgary (Canada), CAS, Institutul de Cercetări Polare din China și Centrul Spațial Liege, Belgia. UVI are o masă de aprox 18 kg .

Analizor de ioni (LIA)

Light Ion Analyzer, sau LIA, constă din doi analizoare electrostatice de tip „top hat”, montate pe laturile opuse ale platformei, care permit detectarea protonilor și a particulelor alfa de energii cuprinse între 50 eV și 20 keV cu o rezoluție temporală de până la 0,5 sec. LIA va determina proprietățile și comportamentul ionilor din vântul solar și din magnetosheath (regiunea care înconjoară magnetosfera) în situații de variabilitate, măsurând distribuția densității, temperaturii și vitezei ionilor în trei dimensiuni. LIA este rezultatul colaborării dintre Centrul Național pentru Știința Spațială (CAS, Beijing), Laboratorul Mullard pentru Știința Spațială de la University College London și Laboratorul de fizică a plasmei / CNRS / Ecole Polytechnique, Paris, Franța.

Magnetometru (MAG)

MAG va fi folosit pentru a determina orientarea și magnitudinea câmpului magnetic în vântul solar și magnetos, și pentru a detecta șocuri sau discontinuități în vântul solar care trece prin SMILE. MAG constă din doi senzori, care funcționează pe trei axe, montați pe un braț articulat de 3 m lungime și separat de 80 cm. Componentele electronice asociate detectoarelor sunt montate pe corpul principal al SMILE. Această configurație face ca MAG să funcționeze ca un gradometru și poate determina câmpul magnetic generat chiar de satelit; în acest fel câmpul magnetic de fundal poate fi calculat cu precizie și poate fi scăzut din orice măsurare. MAG va determina cele trei componente ale câmpului magnetic în intervalul +/- 12.800 nT. MAG este rezultatul colaborării dintre Centrul Național pentru Știința Spațială (CAS, Beijing) și Institutul de Cercetare Spațială al Academiei Austriece de Științe din Graz. Masa MAG este 8,7 kg .

Grupuri de lucru

Au fost create mai multe grupuri de lucru pentru a vă pregăti pentru misiunea SMILE

Știință in situ (în locul unde se află satelitul)

Acest grup a fost înființat pentru a optimiza utilizarea celor două instrumente in situ, pentru a atinge obiectivele științifice ale SMILE și a le crește valoarea. Mai precis, activitatea Grupului se concentrează pe activitatea de optimizare a proiectării, operațiuni, programul de calibrare a instrumentelor in situ și oportunitățile de măsurători comune cu alte misiuni spațiale în zbor în același timp cu SMILE.

Modele ale magnetosferei

Există mai multe obiective ale acestui grup de lucru:

1. Comparați diferite modele MHD, cerințe și obiective științifice ale telescopului SXI
   • Unificați metoda de calcul a radiației X (utilizând același model al densității particulelor neutre, același zgomot de fond etc.)
   • Stabiliți diferențele model-model în semnalele de radiații X generate de procesul de schimb de sarcină și în pozițiile șocului frontal, magnetopauzei și cuspizilor
   • Evaluați gama de amplitudine a semnalului cu raze X utilizând modelele MHD
   • Evaluați distanța de la Pământ a limitelor magnetosferei pe frontul diurn în funcție de fluxul de vânt solar
   • Stabiliți cerințele științifice și obiectivele imaginilor SXI (de exemplu, ce flux de vânt solar este necesar pentru a determina poziția magnetopauzei în 0,5 R _E în 5 min sau 0,2 R _E în 1 min?)
2. Identificați limitele magnetosferei cu imagini SXI
   • Selectați rezultatele unei anumite simulări pentru a testa diferite tehnici de identificare a limitelor magnetosferei (A. Jorgensen și T. Sun, M. Collier și H. Connor) utilizând caracteristicile SXI (orbită, câmp vizual, fundal, zgomot etc.)
   • Dezvoltarea și confirmarea validității noilor metode de derivare a limitelor plasmatice din imaginile cu raze X.
   • Pregătiți programe software pentru analiza datelor SXI
3. Alte proiecte științifice
   • Investigați dacă alte semnale slabe, cum ar fi jeturile de mare viteză din magnetosapa, sunt vizibile în raze X cu energie redusă
   • Studierea legăturii dintre magnetosferă și ionosferă folosind imagini cu raze X și imagini aurore

Zâmbete sinergii cu știința produsă la sol și de alți sateliți

Acest grup de lucru coordonează sprijinul misiunii SMILE de către comunitatea care se ocupă de fizica interacțiunilor Soare-Pământ. Scopul este de a maximiza utilizarea datelor SMILE și, astfel, de a maximiza revenirea științifică a misiunii. Grupul va organiza coordonarea viitoarelor campanii de observare cu alte facilități experimentale, în spațiu și pe Pământ, de exemplu, utilizând modurile de înaltă rezoluție ale rețelei radar super duale aurorale sau ale sistemului radar 3D EISCAT și corelând datele SMILE cu cele al altor sateliți care funcționează în același timp. Acest grup dezvoltă, de asemenea, instrumente software pentru a vizualiza și combina datele SMILE cu cele din alte experimente.

Comunicarea științei către public

Scopul acestui grup este de a promova interesul științific în publicul larg și de a încuraja intrarea în cariere științifice prin perspectiva SMILE. Membrii acestui grup susțin prezentări și organizează întâlniri cu publicul și cu școlarii pentru a ilustra știința pe care SMILE o va produce și impactul pe care îl va produce asupra cunoștințelor noastre despre relațiile Soare-Pământ. O atenție deosebită este îndreptată către școlile primare și secundare, în special în zonele cu condiții socio-economice reduse. SMILE este oferit ca un exemplu practic de dezvoltare și evoluție a proiectelor spațiale, iar elevii sunt invitați să-și urmeze progresul prin lansare și nu numai. Un alt obiectiv al grupului este promovarea cooperării internaționale, ceea ce este firesc, având în vedere numărul mare de națiuni implicate în SMILE, care acoperă fusurile orare răspândite pe toată planeta.

Detalii istorice

După succesul științific al misiunii sino-europene Double Star , ESA și CAS au decis să selecteze, să proiecteze, să construiască, să lanseze și să exploateze datele dintr-o misiune spațială pentru prima dată în comun, de la început până la sfârșit. După câteva conferințe de afaceri inițiale, a fost anunțată o cerere de propuneri de misiune în ianuarie 2015. După o evaluare comună a celor 13 propuneri primite, SMILE a fost ales drept cel mai bun candidat ^[6] . Misiunea SMILE a fost propusă de un consorțiu de institute condus în comun de University College London și Centrul Național pentru Știința Spațială (CAS, Beijing). Studiile de fezabilitate au fost efectuate în perioada iunie - noiembrie 2015, iar implementarea misiunii a fost aprobată de Comitetul pentru programul științific al ESA în noiembrie 2015. O cerere de informații pentru furnizarea modulului de încărcare utilă a fost anunțată de ESA în decembrie 2015, cu scopul de a colecta date de la posibili furnizori pentru a evalua riscurile și a pregăti oferta, lansată în 2016. Revizuirea cerințelor misiunii a fost finalizată în octombrie 2018, iar în martie 2019 comitetul de program ESA științific a aprobat în mod oficial adoptarea SMILE în cadrul programului Cosmic Vision.

Notă

Elemente conexe

• Viziunea cosmică

linkuri externe

• Site-ul oficial ESA SMILE (public general): http://sci.esa.int/smile
• Site-ul oficial ESA SMILE (echipa de lucru Science): https://www.cosmos.esa.int/smile
• Site-ul oficial al Academiei Chineze de Științe SMILE: http://english.cssar.cas.cn/smile/
• UCL / Mullard Space Science Laboratory SMILE consortium website oficial: http://www.mssl.ucl.ac.uk/SMILE/
• Site-ul web al Universității din Leicester SXI: https://www2.le.ac.uk/departments/physics/research/src/Missions/smile/soft-x-ray-imager-sxi
• Grupul de lucru SMILE Modele ale site-ului magnetosferei: http://smile.alaska.edu

Portalul de astronautică

Portalul de astronomie