Un satélite de la Fuerza Aérea lanzado a órbita esta semana a través del cohete Falcon Heavy de SpaceX lleva un instrumento construido por investigadores de UMass Lowell para realizar experimentos en el espacio.
El espacio es un lugar duro y peligroso. Aparte de las temperaturas extremas, alto vacío y bombardeo de rayos cósmicos, También hay partículas de energía extremadamente alta, denominadas "electrones asesinos", que pueden representar un peligro para la salud de los astronautas y acortar la vida útil de los satélites en órbita. Estos electrones son el tema de la investigación que lleva a cabo la UMass Lowell a través del satélite.
"Estos electrones, viajando casi a la velocidad de la luz, son capaces de dañar la electrónica sensible de los satélites y exponer a los astronautas a altas dosis de radiación, ", dijo el profesor de física Paul Song de UMass Lowell, del Laboratorio de Ciencias Espaciales de la universidad.
Para ayudar a comprender cómo se generan estos electrones dañinos y, como consecuencia, cómo se pueden mitigar, el Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea (AFRL) otorgó un contrato de tres años a un equipo de investigadores de la UMass Lowell dirigido por Song para apoyar la misión de Experimentos Científicos y Demostraciones (DSX) de la Fuerza Aérea a los cinturones de radiación de la Tierra. El objetivo del DSX es explorar el papel de la "interacción onda-partícula" en la dinámica de estos electrones asesinos.
El proyecto comenzó hace más de una década para investigar los posibles procesos físicos involucrados con los electrones. El equipo de UMass Lowell, luego bajo la dirección del profesor emérito Bodo Reinisch, diseñó y construyó un transmisor de ondas de radio espacial de alta potencia como parte del Experimento de Interacción de Partículas de Onda del DSX. Se espera que las ondas transmitidas interactúen con los electrones asesinos. El transmisor que es uno de los principales instrumentos a bordo del satélite DSX, enviará transmisiones de muy baja frecuencia (VLF) al espacio utilizando una antena dipolo larga que mide más de 260 pies cuando se despliega.
Durante la misión, Los investigadores de UMass Lowell ayudarán a operar el transmisor VLF y analizarán los datos resultantes en el Laboratorio de Ciencias Espaciales del campus.
"Nuestro objetivo es comprender mejor el proceso de interacción onda-partícula, "dijo Song.
El satélite DSX lanzado desde Cabo Cañaveral, Fla., usando un SpaceX Falcon Heavy, el mismo cohete propulsor utilizado por el director ejecutivo de SpaceX, Elon Musk, para poner en órbita su Tesla Roadster y su maniquí Starman en febrero del año pasado. El exitoso lanzamiento de esta semana se encuentra entre los más complicados y difíciles del espacio, ya que incluía 24 satélites diferentes, de los cuales DSX es el más grande y fue el último en implementarse. Con DSX ahora en su órbita prevista, el despliegue y prueba de instrumentos, entre los cuales el instrumento construido por UMass Lowell es el más grande, llevará semanas.
Además de Song, los otros miembros del equipo de UMass Lowell incluyen al profesor de investigación Ivan Galkin, quien es un graduado de UMass Lowell; Prof. Investigador Jiannan Tu; y la estudiante de física Brianna Croteau de Lowell, quien también es cadete de la Fuerza Aérea ROTC en UMass Lowell.
"Mi función es participar en el análisis de datos en el Laboratorio de Ciencias Espaciales para mi proyecto final, "dijo Croteau, quien será comisionada como oficial de la Fuerza Aérea después de que se gradúe el próximo año. "Poder hacer una investigación real y trabajar en una misión espacial real de la Fuerza Aérea sin dejar de ser un estudiante universitario y un cadete es tan increíble. Se siente muy bien saber que estoy haciendo un trabajo real para ayudar a la Fuerza Aérea. Es un gran trampolín en mi futura carrera militar y es muy gratificante trabajar y aprender de los expertos en este proyecto. Es una oportunidad increíble y estoy muy feliz de poder ser parte de ella ".
¿Qué tan buenos son los electrones?
Desde la década de 1960, Los científicos han sabido que durante una tormenta geomagnética severa, el viento solar, una corriente continua a alta velocidad de partículas cargadas del sol, impacta y comprime el lado diurno de la magnetosfera de la Tierra, la región alrededor del planeta controlada por su campo magnético. Algunas de estas partículas se vuelven altamente energizadas en el lado nocturno de la magnetosfera por procesos que siguen bajo investigación. Después de una tormenta los electrones pueden energizarse hasta un millón de electronvoltios o más y acelerarse hasta el 94 por ciento de la velocidad de la luz, más de 280, 000 kilómetros por segundo.
El satélite DSX se encuentra en una órbita elíptica que lo llevará a una altitud de 6, 000 kilómetros en su paso más cercano y 12, 000 kilómetros en su punto más lejano. Esto permitirá que el satélite vuele a través de los cinturones de radiación de Van Allen internos y externos que rodean la Tierra mientras recopila datos valiosos. según Song. Se espera que la misión DSX dure un año.
El papel de UMass Lowell en la misión DSX se basa en el éxito y la capacidad de ingeniería demostrada por investigadores universitarios en una misión espacial anterior. Los científicos del UMass Lowell Space Science Lab diseñaron, construyó y operó el Radio Plasma Imager para el satélite IMAGE de la NASA, que se lanzó en 2000 y transmitió datos durante casi seis años antes de que los controladores terrestres perdieran repentinamente el contacto con él en 2005. El año pasado, La NASA pudo restablecer el contacto por radio con IMAGE, aunque muy débilmente.
