Radiation Belt Storm Probes

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Radiation Belt Storm Probes
Emblema missione
Radiation Belt Storm Probes logo.jpg
Dati della missione
Operatore Stati Uniti NASA
NSSDC ID e 2012-046B 2012-046A e 2012-046B
Destinazione Fasce di van Allen
Vettore Atlas V
Lancio 30 agosto 2012 alle 08:05 UTC
Luogo lancio Cape Canaveral
Durata 2 anni (prevista)
Proprietà veicolo spaziale
Massa 1500 kg (entrambe)
Strumentazione
  • Energetic Particle, Composition, and Thermal Plasma Suite (ECT)
  • Electric and Magnetic Field Instrument Suite and Integrated Science (EMFISIS)
  • Electric Field and Waves Suite (EFW)
  • Radiation Belt Storm Probes Ion Composition Experiment (RBSPICE)
  • Relativistic Proton Spectrometer (RPS)
Periodo ~ 9 ore
Inclinazione ~ 10°
Eccentricità ~ 0,68
Semiasse maggiore ~ 21.930
Sito ufficiale
Programma Living With a Star
Missione precedente Missione successiva
Solar Dynamics Observatory -

La Radiation Belt Storm Probes (sigla RBSP) è una missione spaziale della NASA, sviluppata nell'ambito del Programma Living With a Star.[1]

La missione prevede l'utilizzo di due sonde identiche, lanciate il 30 agosto 2012,[2] per lo studio delle regioni dello spazio circumterrestre indicate come Fasce di Van Allen. La comprensione dei fenomeni che vi hanno luogo ha infatti importanti ricadute pratiche negli ambiti dell'operatività e progettazione dei satelliti artificiali, della programmazione delle missioni spaziali e della sicurezza degli astronauti.[3]

Sviluppo[modifica | modifica wikitesto]

Rappresentazione artistica delle sonde in orbita

La missione è stata ideata dall'Applied Physics Laboratory (APL) della Johns Hopkins University, nell'ambito del Programma Living With a Star, gestito dal Goddard Space Flight Center per la NASA. L'Applied Physics Laboratory è stato responsabile della progettazione e produzione delle sonde, e lo sarà della gestione degli strumenti e delle sonde stesse.

L'assegnazione della missione all'Applied Physics Laboratory è avvenuta nel 2006. La fase di progettazione concettuale è stata conclusa nel gennaio del 2007, la progettazione preliminare nell'ottobre del 2008 e la missione confermata in via definitiva nel gennaio del 2009, con la costruzione iniziata nel 2010.[4][5]

Le sonde, trasportate presso la Cape Canaveral Air Force Station il 30 aprile 2012, sono state da lì lanciate il seguente 30 agosto alle 08:05 UTC, a bordo del razzo Atlas V 401,[2] con alcuni giorni di ritardo rispetto alla data inizialmente prevista del 23 agosto a causa di condizioni anomale registrate nel motore[6] e, successivamente, di condizioni meteo avverse.[7]

Caratteristiche tecniche[modifica | modifica wikitesto]

La missione prevede l'utilizzo di due sonde, indicate come A e B, dotate di un analogo set di strumenti. Il corpo principale di ciascuna sonda ha la forma di un prisma, alto 1,3 m , a base ottagonale, dal diametro di 1,8 m . Da esso dipartono quattro pannelli fotovoltaici di forma quadrata, con lato di 0,9 m, che forniscono una potenza di 350 W , le aste degli strumenti (di circa 4,6 e 50 m di lunghezza) e le antenne per le comunicazioni nella banda S. Al lancio, la sonda A pesava 591,6 kg , 129,6 dei quali di strumentazione scientifica, mentre la sonda B 610,6 kg , appesantita dagli elementi strutturali necessari a sostenere il peso della compagna nella manovra di lancio.[8]

Ciascuna sonda è stabilizzata a singolo spin con circa 5 rotazioni al minuto e spinta da un sistema di otto motori a razzo a propellente liquido (nello specifico, idrazina), ognuno dei quali in grado di generare una spinta di 0,9 N .[8]

Le sonde percorrono le proprie orbite geocentriche in circa 9 ore, con una quota di perigeo compresa tra 500 e 675 km e quella di apogeo compresa tra 30.050 e 31.250 km. L'inclinazione orbitale dovrebbe essere di 10° e comunque non superiore ai 18°. Esigenze di puntamento dei pannelli fotovoltaici, inoltre, richiedono che l'asse di rotazione delle sonde sia mantenuto tra i 15 e 27° dal Sole.[9]

Strumenti scientifici[modifica | modifica wikitesto]

Rappresentazione schematica della sonda.

Ciascuna sonda è dotata degli stessi cinque strumenti scientifici:[10]

  • Energetic Particle, Composition, and Thermal Plasma Suite (ECT)
  • Electric and Magnetic Field Instrument Suite and Integrated Science (EMFISIS)
  • Electric Field and Waves Suite (EFW)
  • Radiation Belt Storm Probes Ion Composition Experiment (RBSPICE)
  • Relativistic Proton Spectrometer (RPS)

L'Energetic Particle, Composition, and Thermal Plasma Suite (ECT) si compone a sua volta di tre elementi: gli spettrometri MagEIS e HOPE e il telescopio REPT. Loro scopo è misurare le proprietà - il modulo e la direzione della velocità e la composizione - delle particelle presenti nelle fasce di Van Allen. Lo strumento è sensibile ad elettroni e ioni con energia compresa tra eV e 10 MeV ed è in grado di riconoscere ioni di idrogeno, elio ed ossigeno.[11]

L'Electric and Magnetic Field Instrument Suite and Integrated Science (EMFISIS) si compone di due magnetometri distinti, posizionati alle estremità di due aste di tre metri di lunghezza. Obiettivo dello strumento è misurare la propagazione di onde nel plasma che compone le fasce di Van Allen e contribuire a spiegare sia i fenomeni di accelerazione delle particelle, sia quelli che conducono alla loro progressiva de-energizzazione e fuga nello spazio.[12]

L'Electric Field and Waves Suite (EFW) intende misurare il campo elettrico nello spazio attorno alla sonda. Per farlo, utilizza sei antenne: le maggiori, di 50 metri di lunghezza, si estenderanno nel piano perpendicolare all'asse di rotazione della sonda su due lati opposti; altre due antenne di 40 m saranno estese nello stesso piano, nella direzione perpendicolare alle precedenti; infine, lungo l'asse di rotazione saranno estese altre due antenne telescopiche di 6 m di lunghezza. All'estremità di ciascuna antenna è presente il sensore per il rilevamento.[13]

Il Radiation Belt Storm Probes Ion Composition Experiment (RBSPICE) è sviluppato per misurare la corrente ad Anello che si manifesta nelle fasce di Van Allen durante le tempeste geomagnetiche.[14] Lo strumento è anch'esso uno spettrometro.[15]

Infine, il Relativistic Proton Spectrometer (RPS) rileverà protoni con un'energia compresa tra 50 MeV e GeV , i cosiddetti protoni relativistici, che costituiscono un pericolo per la sopravvivenza dei satelliti spaziali e degli esseri umani operanti nella regione di spazio delle fasce di Van Allen.[16]

Obiettivi scientifici[modifica | modifica wikitesto]

Obiettivi scientifici

I fenomeni di espansione e contrazione che interessano le Fasce di Van Allen sono una delle manifestazioni del tempo meteorologico spaziale (space weather) nello spazio circumterrestre e sono sostenuti dai flussi di energia e materia (vento solare) emessi costantemente dal Sole che permeano tutto il sistema solare.[1] Le fasce sono rifornite durante le tempeste solari che portano le particelle cariche del vento solare a penetrare e rimanere poi intrappolate nel campo geomagnetico. Quando tale fenomeno giunge ad interessare l'atmosfera origina le aurore polari, ma può anche arrecare danni ai satelliti in orbita e alle reti elettriche sulla superficie oltre che ostacolare le comunicazioni. Obiettivo della missione è quindi caratterizzare le Fasce di Van Allen e permettere miglioramenti tecnologici, ad esempio nella progettazione dei satelliti. Più specificamente, attraverso questa missione, i ricercatori intendono comprendere come si formino e modifichino in funzione dell'attività solare le popolazioni di ioni ed elettroni relativistici che compongono le Fasce stesse.[1]

Gli obiettivi della missione sono riassumibili come segue:[1]

  • scoprire quale processo - singolarmente o in combinazione con altri - acceleri e trasporti le particelle nelle fasce di radiazione, e sotto quali condizioni;
  • comprendere e quantificare la perdita di elettroni dalle fasce di radiazione;
  • individuare l'equilibrio tra i processi che conducono all'accelerazione e quelli che causano la perdita degli elettroni;
  • comprendere come le fasce di radiazione si trasformino durante e in conseguenza delle tempeste geomagnetiche.

Note[modifica | modifica wikitesto]

  1. ^ a b c d (EN) RBSP - Mission Overview, NASA, 28 marzo 2012. URL consultato il 2 settembre 2012.
  2. ^ a b (EN) NASA Launches Radiation Belt Storm Probes Mission, NASA, 30 agosto 2012. URL consultato il 2 settembre 2012.
  3. ^ (EN) Radiation Belt Storm Probes (RBSP), NASA, 15 luglio 2011. URL consultato il 2 settembre 2012.
  4. ^ (EN) Construction Begins!, The Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory, gennaio 2010. URL consultato il 4 settembre 2012.
  5. ^ (EN) Herbert J. Kramer, RBSP (Radiation Belt Storm Probes) Mission, in Observation of the Earth and Its Environment: Survey of Missions and Sensors, pubblicato sull'eoPortal Directory, ESA. URL consultato il 4 settembre 2012.
  6. ^ (EN) NASA Radiation Belt Mission Launch Scrubbed, redOrbit.com, 24 agosto 2012. URL consultato il 4 settembre 2012.
  7. ^ (EN) William Graham, Atlas V launches at the third attempt with RBSP spacecraft, NASASpaceFlight.com, 29 agosto 2012. URL consultato il 4 settembre 2012.
  8. ^ a b NASA, Press Kit, pp. 8-10.
  9. ^ NASA, Press Kit, pp. 7-8.
  10. ^ NASA, Press Kit, pp. 13-21.
  11. ^ NASA, Press Kit, pp. 13-15.
  12. ^ NASA, Press Kit, pp. 16-17.
  13. ^ NASA, Press Kit, pp. 18-19.
  14. ^ Paola De Michelis, La Corrente ad Anello, in Magnetismo terrestre, Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia. URL consultato il 4 settembre 2012.
  15. ^ NASA, Press Kit, pp. 13 e 20.
  16. ^ NASA, Press Kit, pp. 13 e 21.

Bibliografia[modifica | modifica wikitesto]

Voci correlate[modifica | modifica wikitesto]

Altri progetti[modifica | modifica wikitesto]

Collegamenti esterni[modifica | modifica wikitesto]

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