Voorgestelde NASA-missie zou onderzoeken waar ruimteweer begint

Anonim

Plaatsvervangend hoofdonderzoeker Albert Shih (links) en hoofdonderzoeker Steven Christe baseren zich hier op een detectorarray van de volgende generatie om röntgenstralen te meten voor de harde röntgenspectroscopische beeldvormer op de voorgestelde FOXSI-missie.

De HEXITEC-detectoren zijn gepixeleerde solid-state detectoren die afzonderlijke röntgenfotonen registreren met hoge telsnelheden die nodig zijn voor waarnemingen van zonnevlammen.

Een NASA-team vordert een missie om ongekende details over zonnevlammen te onthullen, krachtige uitbarstingen die exploderen met voldoende energie zodat iedereen de aarde 16.000 jaar kan aandrijven, en die - wanneer extreem - radioverbindingen en satellieten nabij de aarde kan verstoren.

De voorgestelde missie, Focusing Optics X-ray Solar Imager of FOXSI, was een van de vijf voorstellen die Phase-A-financiering ontvingen onder het Small Explorer-programma van de NASA. NASA koos ook een andere Goddard-missie, Mechanisms of Energetic Mass Ejection-Explorer (MEME-X). Van de vijf wordt NASA verwacht er een of twee te selecteren voor ontwikkeling en implementatie.

Hoewel wetenschappers bekend zijn met de effecten van zonnevlammen, begrijpen ze niet volledig de fysieke mechanismen die deze uitbarstingen van energie en licht ontketenen, of die welke geassocieerde wolken van elektronen en ionen met energie belasten die kunnen worden versneld tot bijna de snelheid van het licht .

Eenmaal ontketend, beïnvloeden de deeltjes alle atmosferische lagen van de zon. Ze gaan door de buitenste laag van de zon - de corona waar ze ook vandaan komen - en racen over het zonnestelsel. Wanneer ze naar de aarde reizen, kunnen de deeltjes en energie interfereren met op ruimte gebaseerde communicatiesystemen of zelfs trip-onboard-elektronica. Hoe meer wetenschappers dit proces begrijpen, hoe meer situationeel bewustzijn ze hebben om assets in de ruimte te beschermen.

"FOXSI is heel nieuw en heel anders", zei hoofdonderzoeker Steven Christe, wetenschapper bij het Goddard Space Flight Center van NASA in Greenbelt, Maryland, die het multinationale FOXSI-team leidt dat de satellietmissie ontwikkelt. "We hebben nog nooit eerder een missie als deze gedaan. Voor de eerste keer gaan we echt in de regio kijken waar elektronen worden versneld door technologie toe te passen die is ontwikkeld om de zwakste bronnen in de melkweg te bestuderen, maar nu naar de zon wezen. "

Techniek gevalideerd in Sounding-Rocket Missies

Gevalideerd in meervoudig klinkende raket- en wetenschappelijke ballonmissies, zal FOXSI gebruik maken van een nieuwe observatietechniek voor een op zonne-energie toegewijde satellietmissie. Het gebruikt hooghoekige resolutie-optica voor schering en incidentie die traditioneel wordt gebruikt om krachtige, zeer verre objecten in het universum te bestuderen.

Met deze techniek wordt röntgenstraling letterlijk weggevaagd door een reeks gebogen spiegels die in een optisch samenstel zijn geplaatst - net zoals een steen op het oppervlak van een vijver schuift wanneer deze wordt gegooid. De straling wordt vervolgens gericht op zeer snelle, solid-state gepixeleerde detectoren die elk individueel foton meten, inclusief de aankomst, energie en positie in de lucht.

Verwacht wordt dat de combinatie van technologieën resulteert in een missie die 20 keer gevoeliger is, 10 keer sneller bij beeldvorming van zonnevlam-gebeurtenissen en 10 tot 100 keer beter is voor het weergeven van de relatief zwakke delen van fakkels. De huidige state-of-the-art technologie kan het deeltjesversnellingsgebied niet direct waarnemen omdat het te zwak is, voegde Christe eraan toe.

"Voor de eerste keer zullen we hoogwaardige waarnemingen van de grootste fakkels hebben, die het meest significante effect op aarde hebben, tot de kleinste fakkels, " zei plaatsvervangend hoofdonderzoeker Albert Shih, verwijzend naar de twee geavanceerde instrumenten die zouden vertrouwen op de weidende-invalsoptica om röntgenstraling te verzamelen. "We proberen uit te vinden hoe deze energie op verschillende schalen vrijkomt. Werken dezelfde mechanismen het volledige bereik van fakkels. "

Een ander wetenschappelijk doel, voegt Christe toe, is om de rol te bepalen die kleine fakkels, ook bekend als nanoflares, spelen bij het verwarmen van de miljoen graden corona. Volgens hem zijn ze een voor de hand liggende kandidaat voor het leveren van de benodigde energie om de buitenste laag van de zon te verwarmen.

FOXSI zou NASA's Ramaty High Energy Solar Spectroscopic Imager, of RHESSI, aanvullen. Sinds de lancering in 2002 heeft RHESSI duizenden röntgenflitsen waargenomen over een breed gezichtsveld, van zachte röntgenstralen tot energierijke gammastralen.

"RHESSI gaf ons een glimp in de natuurkunde die leidt tot gewelddadige energie-afgifte op de zon", zei Christe. "Met FOXSI zouden we een duidelijk beeld moeten hebben van de fundamentele wetenschap die gaande is in de versnellingssites waar alle actie plaatsvindt, waar het ruimteweer begint."

Ga voor meer nieuws over Goddard-technologie naar: //www.nasa.gov/sites/default/files/atoms/files/fall_2017_final_lowrez.pdf

menu
menu