Explorador de Fronteira Interestelar - Interstellar Boundary Explorer

Explorador de Fronteira Interestelar
IBEX spacecraft.jpg
Nomes Explorer 91
SMEX-10
Tipo de missão Astronomia
Operador NASA
COSPAR ID 2008-051A
SATCAT 33401
Local na rede Internet http://ibex.swri.edu/
Duração da missão Planejado: 2 anos
decorridos: 12 anos, 8 meses, 25 dias
Propriedades da espaçonave
Autocarro MicroStar-1
Fabricante Ciências Orbitais
Massa de lançamento 107 kg (236 lb)
Massa seca 80 kg (176 lb)
Massa de carga útil 26 kg (57 lb)
Dimensões 95 × 58 cm (37 × 23 pol.)
Poder 66 W (116 W máx.)
Início da missão
Data de lançamento 19 de outubro de 2008, 17:47:23  UTC ( 2008-10-19UTC17: 47: 23Z )
Foguete Pegasus XL
Local de lançamento Stargazer , campo de aviação de Bucholz
Contratante Ciências Orbitais
Serviço inscrito Janeiro de 2009
Parâmetros orbitais
Sistema de referência Geocêntrico
Regime High Earth
Semi-eixo maior 202.811 km (126.021 mi)
Excentricidade 0,6586277
Altitude do perigeu 62.855 km (39.056 mi)
Altitude de apogeu 330.008 km (205.057 mi)
Inclinação 26,0179 °
Período 13962,6 min
RAAN 93,9503 °
Argumento de perigeu 22,5731 °
Anomalia média 356.6008 °
Movimento médio 0,095053 rev / dia
Época 11 de junho de 2017 20:05:05 UTC
Revolução no. 393
Instrumentos
IBEX-Lo, IBEX-Hi
← 90: AIM
92: WISE  →
 

Interstellar Boundary Explorer ( IBEX ) é um satélite da NASA em órbita da Terra que usa átomos neutros energéticos (ENAs) para criar imagens da região de interação entre o Sistema Solar e o espaço interestelar . A missão faz parte do programa Small Explorer da NASA e foi lançada com um foguete Pegasus-XL em 19 de outubro de 2008.

A missão é liderada pelo Dr. David J. McComas (Investigador Principal do IBEX), anteriormente do Southwest Research Institute e agora na Princeton University . O Laboratório Nacional de Los Alamos e o Centro de Tecnologia Avançada da Lockheed Martin construíram os sensores IBEX-Hi e IBEX-Lo respectivamente. A Orbital Sciences Corporation fabricou o ônibus da espaçonave e foi o local para os testes ambientais da espaçonave. A duração nominal da linha de base da missão foi de dois anos após o comissionamento, e o primeiro terminou no início de 2011. A espaçonave e os sensores ainda estão saudáveis ​​e a missão continua em sua missão estendida.

O IBEX está em uma órbita estabilizada por rotação orientada para o Sol ao redor da Terra. Em junho de 2011, o IBEX foi transferido para uma órbita nova, mais eficiente e muito mais estável. Não chega tão perto da Lua na nova órbita e gasta menos combustível para manter sua posição.

Objetivo da ciência

O objetivo científico da missão Interstellar Boundary Explorer (IBEX) é descobrir a natureza das interações entre o vento solar e o meio interestelar na borda de nosso sistema solar. O IBEX atingiu essa meta gerando mapas completos do céu da intensidade (integrados na linha de visão) de ENAs em uma gama de energias a cada seis meses. A maioria destes ANE são gerados no heliosheath , que é a região de interacção.

Missão

Lançar

O satélite IBEX foi acoplado ao seu foguete Pegasus XL na Base da Força Aérea de Vandenberg , Califórnia , e o veículo combinado foi então suspenso abaixo do avião- mãe Lockheed L-1011 Stargazer e levado para o Atol Kwajalein no Oceano Pacífico Central . Stargazer chegou a Kwajalein no domingo, 12 de outubro de 2008.

O satélite IBEX foi levado ao espaço em 19 de outubro de 2008, pelo foguete Pegasus XL. O foguete foi lançado da Stargazer , que decolou de Kwajalein, às 17:47:23  UTC . Ao ser lançado deste local próximo ao Equador , o foguete Pegasus levantou até 16 kg (35 lb) a mais de massa para orbitar do que o faria com um lançamento do Centro Espacial Kennedy, na Flórida .

Perfil da missão

O satélite IBEX, inicialmente lançado em uma órbita de transferência altamente elíptica com um perigeu baixo, usou um motor de foguete de combustível sólido como seu estágio final de impulso no apogeu, a fim de elevar seu perigeu bastante e alcançar sua desejada órbita elíptica de alta altitude.

O IBEX está em uma órbita terrestre elíptica altamente excêntrica, que varia de um perigeu de cerca de 86.000 km (53.000 mi) a um apogeu de cerca de 260.000 km (160.000 mi). Sua órbita original era de cerca de 7.000 por 320.000 km (4.300 por 198.800 mi) - isto é, cerca de 80% da distância até a Lua - que mudou principalmente devido a um ajuste intencional para prolongar a vida útil da espaçonave (ver Órbita ajustada abaixo) .

Esta órbita muito alta permite que o satélite IBEX se mova para fora da magnetosfera da Terra ao fazer observações científicas. Esta altitude extrema é crítica devido à quantidade de interferência de partículas carregadas que ocorreria durante as medições dentro da magnetosfera. Quando dentro da magnetosfera da Terra (70.000 km ou 43.000 milhas), o satélite também executa outras funções, incluindo downlinks de telemetria .

Órbita ajustada

Em junho de 2011, o IBEX mudou para uma nova órbita que elevou seu perigeu para mais de 30.000 quilômetros (19.000 mi). A nova órbita tem um período de um terço do mês lunar, o que, com o faseamento correto, evita levar a espaçonave muito perto da Lua, cuja gravidade pode afetar negativamente a órbita do IBEX. Agora, a espaçonave usa menos combustível para manter uma órbita estável, aumentando sua vida útil para mais de 40 anos.

Instrumentos

Sensor IBEX Lo

A fronteira heliosférica do Sistema Solar está sendo fotografada medindo-se a localização e a magnitude das colisões de troca de carga que ocorrem em todas as direções. A carga útil do satélite consiste em dois sensores de átomo neutro energético (ENA), IBEX-Hi e IBEX-Lo. Cada um consiste em um colimador que limita seus campos de visão, uma superfície de conversão para converter hidrogênio neutro e oxigênio em íons , um analisador eletrostático (ESA) para suprimir a luz ultravioleta e selecionar íons de uma faixa de energia específica e um detector para contar partículas e identificar o tipo de cada íon. Ambos os sensores são uma câmera de pixel único com um campo de visão de aproximadamente 7 ° x 7 °. O instrumento IBEX-Hi está registrando contagens de partículas em uma banda de energia mais alta (300 eV a 6 keV) do que a banda de energia IBEX-Lo (10 eV a 2 keV). A carga útil científica também inclui uma Unidade Eletrônica Combinada (CEU) que controla as tensões no colimador e no ESA, e lê e registra dados dos detectores de partículas de cada sensor.

Comunicação

Em comparação com outros observatórios espaciais, o IBEX tem uma baixa taxa de transferência de dados devido aos requisitos limitados da missão.

... As taxas de transferência de dados do IBEX são lentas em comparação com outros telescópios devido à natureza dos dados que coleta. O IBEX não precisa de uma conexão de "alta velocidade", pois só tem a oportunidade de coletar até algumas partículas por minuto. A comunicação do satélite com o solo é 20 vezes mais lenta do que um modem a cabo doméstico típico (320.000 bits por segundo [é a velocidade de transferência do satélite]), e do solo para o satélite apenas 2.000 bits por segundo, o que é 250 vezes mais lento! Assim que o sinal é coletado pelos receptores na Terra, ele é transportado pela Internet para o Mission Control Center em Dulles, VA e para o IBEX Science Operation Center em San Antonio, TX. "

-  IBEX Q e A da NASA

.

Coleção de dados

Mapa de alta energia da heliosfera
A faixa de emissões de ENA vista no mapa IBEX

O IBEX está coletando emissões de átomos neutros energéticos (ENA) que estão viajando através do Sistema Solar para a Terra e que não podem ser medidas por telescópios convencionais. Esses ENAs são criados na fronteira de nosso Sistema Solar pelas interações entre as partículas do vento solar e as partículas do meio interestelar.

Em média, o IBEX-Hi detecta cerca de 500 partículas por dia, e o IBEX-Lo, menos de 100. Em 2012, foram publicados mais de 100 artigos científicos relacionados ao IBEX, descritos pelo PI como "uma colheita científica incrível".

Disponibilidade de dados

À medida que os dados IBEX são validados, os dados IBEX são disponibilizados em uma série de releases de dados no site SWRI IBEX Public Data (ver links externos abaixo). Além disso, os dados são enviados periodicamente para o NASA Space Physics Data Facility (SPDF), que é o arquivo oficial dos dados do IBEX. Os dados SPDF podem ser pesquisados ​​no Portal de Dados da Heliofísica (ver Links Externos abaixo).

Resultados de ciência

Animação ilustrando a coleta de dados do IBEX sobre átomos neutros na fronteira do Sistema Solar.

Os dados iniciais revelaram uma "faixa muito estreita que era duas a três vezes mais brilhante do que qualquer outra coisa no céu", anteriormente imprevisível. As interpretações iniciais sugerem que "o ambiente interestelar tem muito mais influência na estruturação da heliosfera do que qualquer um acreditava anteriormente". Não se sabe o que está criando a fita ENA (átomos neutros energéticos) . O Sol está atualmente viajando através da nuvem interestelar local , e o tamanho e a forma da heliosfera são fatores-chave na determinação de seu poder de proteção contra os raios cósmicos . Se o IBEX detectar mudanças na forma da fita, isso pode mostrar como a heliosfera está interagindo com a massa local . Ele também observou ENAs da magnetosfera da Terra .

Em outubro de 2010, mudanças significativas foram detectadas na fita após seis meses, com base no segundo conjunto de observações do IBEX.

Ele passou a detectar átomos neutros de fora do Sistema Solar, cuja composição diferia do sol. Surpreendentemente, o IBEX descobriu que a heliosfera não tem choque de proa e mediu sua velocidade em relação ao meio interestelar local (LISM) como 23,2 km / s (52.000 mph), melhorando em relação à medição anterior de 26,3 km / s (59.000 mph) por Ulysses . Essas velocidades equivalem a 25% menos pressão na heliosfera do Sol do que se pensava anteriormente.

Em julho de 2013, os resultados do IBEX revelaram uma cauda de 4 lóbulos na heliosfera do Sistema Solar.

Veja também

Referências

links externos