Instrumentos Doble CU-Boulder revelan un tercer cinturón de radiación puede envolver alrededor de la Tierra 28-Feb-2013

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Universidad de Colorado en Boulder

Instrumentos Doble CU-Boulder revelan un tercer cinturón de radiación puede envolver alrededor de la Tierra

Con el toque de un interruptor, un par de instrumentos diseñados y construidos por la Universidad de Colorado en Boulder y volando a bordo gemelas de la NASA sondas espaciales han obligado a la revisión de una teoría de 50 años de edad, sobre la estructura de los cinturones de radiación que se colocan alrededor del Tierra sólo unos pocos miles de kilómetros por encima de nuestras cabezas.

Los cinturones de radiación de Van Allen - anillos en forma de rosquilla de los llamados "electrones asesinos" que rodean la Tierra - fueron los primeros descubrimientos de la era espacial. Los datos enviados desde Pioneer 3 y el Explorador IV nave espacial de la NASA, ambos lanzados en 1958 y los dos instrumentos que llevan construidos por James Van Allen, mostraron la presencia de dos anillos diferentes de electrones de alta energía.

El 30 de agosto, la NASA lanzó la misión del Cinturón de Radiación Tormenta sondas, ya rebautizado la misión de Van Allen sondas, para aprender más acerca de los cinturones, que se sabe que son peligrosos para los satélites, los astronautas y los sistemas tecnológicos en la Tierra.

Cada sonda lleva un relativista del electrón-protón Telescope, o REPT, diseñado y construido en el Laboratorio de CU-Boulder para la Física Atmosférica y Espacial, conocido como LASP. Cuando los científicos CU-Boulder encendidos los instrumentos, tan sólo unos días después del lanzamiento, se sorprendieron por lo que vieron desarrollarse: la formación de un tercer cinturón de radiación "anillo de almacenamiento".

"Fue tan extraño aspecto, pensé que debe haber algo mal con el instrumento", dijo el director de LASP Dan Baker, investigador REPT director y autor principal del estudio publicado hoy en línea en la revista Science. "Pero vimos las cosas de forma idéntica en cada una de las naves espaciales. Tuvimos que llegar a la conclusión de que esto era real."

Los datos enviados a la Tierra a partir de los instrumentos REPETIR durante el mes de septiembre mostraron inicialmente dos cinturones de Van Allen, como se esperaba. Pero después de unos días, el anillo exterior se apareció a comprimir en una banda de electrones intensa, apretada y un tercer cinturón, menos compacto de electrones formados más lejos, creando un total de tres anillos. El medio "anillo de almacenamiento" persistió como el más lejano cinturón de distancia de la Tierra comenzó a decaer de distancia, en la tercera semana de septiembre, hasta que, por último, una poderosa onda de choque interplanetaria del sol prácticamente aniquilada tanto en el anillo de almacenamiento y el resto del cinturón exterior .

Los científicos han sabido que el cinturón de Van Allen exterior puede fluctuar mucho, a veces hinchazón con partículas cargadas antes de dejarlos escabullen de nuevo, dependiendo de la meteorología espacial. En los meses transcurridos desde la cinta de almacenamiento y el cinturón exterior prácticamente desaparecieron, las zonas de radiación de Van Allen han vuelto a formar en la estructura de dos cinturón esperaba originalmente.

"No tenemos idea de la frecuencia con que ocurre este tipo de cosas", dijo Baker. "Esto puede ocurrir con bastante frecuencia, pero no teníamos las herramientas para verlo."

El hecho de que las nuevas herramientas de la NASA observaron los acontecimientos en absoluto fue algo fortuito. Cuando la NASA lanza una nueva nave espacial, los instrumentos de a bordo están encendidos, se prueban y se calibran en un orden prescrito. REPETIR instrumentos de CU-Boulder fueron programadas originalmente para ser encendido cerca de un mes después del lanzamiento, cuando el tercer cinturón de radiación de Van Allen ya se habría disipado. Pero Baker y sus colegas presionaron para saltar el instrumento REPT al frente de la línea de puesta en marcha de instrumentos.

La preocupación de Baker fue que los únicos otros sensores de la NASA que recogen-similares aunque mucho más rudimentario - datos sobre los cinturones de radiación de Van Allen estaban a bordo de los 20 años de edad, Solar, anómalo y Magnetospheric Explorador de partículas, o SAMPEX, la misión, que se espera que caiga de nuevo en la atmósfera de la Tierra y grabar a finales de 2012.

Panadero quería REPT para recoger tantos datos superpuestos con SAMPEX como sea posible para que los dos conjuntos de datos podrían ser más fácilmente cosen y se comparan entre sí. Los investigadores REPETIR ganaron el caso, y los instrumentos encendidos el 1 de septiembre.

"Si no hubiéramos hecho, habríamos perdido este", dijo Baker. "Es bueno estar en el lugar correcto en el momento adecuado con el instrumento adecuado."

Las dos sondas de la NASA, que están volando alrededor de la Tierra en una órbita elíptica, son capaces de devolver observaciones por primera vez desde el corazón de las dos cintas que cada sonda pasa a través. La información recopilada por el gemelo, nave octogonal ayudará a los investigadores a entender mejor cómo el clima espacial afecta a fenómenos cercanos a la Tierra mediante la interacción con, la alimentación y el despojo de los cinturones de Van Allen.

Una mejor comprensión de la formación de la correa, incluyendo el número de cinturones, ayudará a los investigadores a refinar su comprensión de cómo y cuando las tormentas solares pueden causar estragos en la Tierra.

"Podemos ofrecer estas nuevas observaciones a los teóricos que modelan lo que está pasando en los cinturones", dijo Shri Kanekal, el científico de la misión adjunto de los Van Allen Sondas de Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland y un co-autor del el nuevo estudio. "La naturaleza nos presenta este evento - que está ahí, es un hecho, no se puede discutir con él - y ahora tenemos que explicar por qué es así. ¿Por qué el tercer cinturón de persistir durante cuatro semanas? ¿Por qué cambia? Toda esta información nos enseña más sobre el espacio ".

Otros CU-Boulder co-autores del estudio incluyen Vaughn Hoxie, asistente de investigación profesional en LASP; Xinlin Li, profesor de ciencias de la ingeniería aeroespacial; y Scot Elkington, un investigador asociado LASP.