El equipo de petitSat dirigido por Goddard basa su misión en un CubeSat 6U:Dellingr. Los ingenieros de Goddard desarrollaron este pequeño satélite para demostrar que los CubeSats podían ser fiables y rentables al mismo tiempo que recopilaban datos científicos convincentes. El dispositivo de color negro en la parte superior del modelo 3D de Dellingr muestra el espectrómetro de masas de iones neutros que también vuela en petitSat. Crédito:NASA / W. Hrybyk
Descubriendo cómo las burbujas de plasma y las manchas se afectan entre sí y, en última instancia, la transmisión de las comunicaciones, GPS, y las señales de radar en la ionosfera de la Tierra serán el trabajo de una misión CubeSat seleccionada recientemente.
Un equipo de científicos e ingenieros de la NASA, dirigido por Jeffrey Klenzing y Sarah Jones, científicos del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, Recientemente ganó fondos de la NASA para construir las Mejoras de Plasma en el Satélite de Ionosfera-Termosfera. La misión, también conocido como petitSat, es un precursor de una posible misión de clase Explorer y aprovecha varias tecnologías respaldadas por I + D, incluido el bus satélite en sí.
Cuando se lance desde la Estación Espacial Internacional en 2021, la misión estudiará las irregularidades de densidad en la ionosfera de latitudes medias y bajas, que ocupa una pequeña fracción de la atmósfera y es básicamente una capa ionizada que coexiste con la termosfera aproximadamente de 50 a 250 millas sobre la superficie de la Tierra.
La ionosfera es un plasma, un gas ionizado que consta de iones positivos y electrones libres. Es importante para la comunicación por radio de larga distancia porque refleja las ondas de radio de regreso a la Tierra. Como consecuencia, cualquier perturbación en la densidad del plasma interfiere con las señales de GPS y radar.
Estas perturbaciones o irregularidades se presentan en forma de agotaciones o burbujas ionosféricas, estructuras que contienen menos electrones, y mejoras o manchas que contienen un mayor número de electrones. "Todas estas irregularidades pueden distorsionar la transmisión de ondas de radio, "dijo Klenzing, el investigador principal de la misión.
Gotas y burbujas:una historia diferente
Estudios previos de las manchas indican que pueden ser el resultado directo de la formación de burbujas cerca del ecuador geomagnético, Dijo Klenzing. Otras observaciones, sin embargo, contar una historia diferente. Las manchas se pueden observar en regiones donde las burbujas no se extienden y pueden formarse cuando las burbujas no lo hacen.
PetitSat está volando una versión del espectrómetro de masas de iones neutros desarrollado por Goddard (izquierda) y el sensor de deriva de iones con retardo de rejilla proporcionado por la universidad. Crédito:NASA
Sugieren que están en juego múltiples mecanismos, incluidas las ondas de viaje rápido procedentes de la termosfera, una capa atmosférica neutra cálida donde reside la mayor parte de la ionosfera. De hecho, Estas estructuras termosféricas en forma de ondas crean ondas en la ionosfera a través de un arrastre de iones neutros, un fenómeno llamado Disturbios ionosféricos de viaje de escala media. o MSTID. Los MSTID resultantes crean campos eléctricos que pueden transportar energía desde el hemisferio de verano al hemisferio de invierno. Se cree que las manchas de plasma observadas son consecuencia de estos campos eléctricos.
"Nuestra misión investigará el vínculo entre estos dos fenómenos:mediciones mejoradas de la densidad del plasma, o manchas, y la acción de las olas en la termosfera, "Dijo Klenzing.
Descubrir, el equipo volará dos instrumentos:una versión del espectrómetro de masas de iones neutros desarrollado por Goddard, o INMS, el espectrómetro de masas más pequeño del mundo que ha volado en ExoCube, una misión CubeSat patrocinada por la National Science Foundation y el sensor de deriva de iones con retardo en red, o REJILLAS, proporcionado por la Universidad Estatal de Utah y Virginia Tech.
El espectrómetro de masas medirá las densidades de una variedad de partículas en los tramos superiores de la atmósfera terrestre, observando cómo estas densidades cambian en respuesta a los ciclos diarios y estacionales. El instrumento proporcionado por la universidad, mientras tanto, medirá la distribución, movimiento, y velocidad de los iones.
Misión basada en Dellingr
El equipo integrará sus instrumentos en una nave espacial basada en Dellingr. Un equipo de ingenieros de Goddard creó específicamente este CubeSat 6U para demostrar que estas pequeñas embarcaciones podrían ser confiables y rentables al mismo tiempo que ofrecen una ciencia convincente. Dellingr, que también lleva el INMS, magnetómetros, y otras tecnologías, se espera que se lance en agosto.
A diferencia de Dellingr, cuyos paneles solares están montados en el costado de la nave espacial, petitSat volará paneles solares desplegables, una mejora que permitirá a los operadores de la misión apuntar más fácilmente los paneles al sol para recargar las baterías. También llevará un rastreador de estrellas más avanzado, dijo Jones, el investigador principal del INMS.
Cuando petitSat se despliegue a 249 millas sobre la Tierra, en consonancia con la órbita de la Estación Espacial Internacional, los datos resultantes se compararán con los recopilados por otros activos terrestres y espaciales. Dijo Klenzing. "A través del análisis comparativo, Cerraremos nuestra pregunta científica clave:cuál es el vínculo entre las mejoras de plasma y los MSTID. Hemos estudiado partes y piezas pero nunca hemos tenido una dotación completa de instrumentos ".
