範艾倫探測器進入最後階段最終將在大氣層毀滅
據國外媒體報導,目前,美國宇航局勘測範艾倫帶的兩顆探測器在最終返回地球之前,正在重新定位使其更接近地球。
人們甚至認為,範艾倫輻射會對未來宇航員星際旅行構成威脅。當它們根據太陽活動改變形狀、大小和強度時,將很難預測。
在它們重返地球大氣層,並在大氣層毀滅之前,其中一顆探測器已經開始向軌道最低點——近地點運行。操作指令下達取決於探測器是否處於正確方向,啟動引擎需要兩個小時時間。預計近地點時間窗口一年僅有一至兩次,從2月12日-2月22日,從3月11日-3月22日。
這一操控使探測器距離地球更接近190英里,為它15年後最終返回地球大氣層做好準備工作。美國約翰霍普金斯應用物理實驗室範艾倫探測器項目主管內莉·莫薩維(Nelli Mosavi)說:“為了使范艾倫探測器能夠在合理時間段可控地重返大氣層,我們需要接近近地點。 ”
在新的高度,空氣動力阻力會導致人造衛星墜落,並最終在上層大氣燒毀。莫薩維說:“我們的任務是獲取大量科學數據,同時防止產生更多的太空碎片,這樣我們的下一代也有機會探索太空。”
據悉,兩顆範艾倫探測器是2012年發射的,旨在勘測導致太空不適宜生存的基本物理過程。該探測器大部分時間軌道運行在地球磁場中被激活的質子和電子雙螺母狀帶,這些磁場被激活的質子和電子會產生輻射,干擾人造衛星電子通訊。
人們甚至還認為,這種輻射會對未來宇航員星際旅行構成威脅。當它們根據太陽活動改變形狀、大小和強度時,將很難預測。最初科學家評估這顆範艾倫探測器僅能執行兩年勘測任務,但是它們性能較好,自2012年至今一直運行良好。
美國宇航局戈達德航天中心範艾倫探測器任務科學家戴維·西貝克(David Sibeck)說:“範艾倫探測器在描繪輻射帶特徵時做了大量工作,為我們提供了推斷輻射帶內部情況所需的全面信息。”
經過這些年的勘測,這兩顆探測器及其所有設備均完整未損傷,這本身就是一項成就,我們也從中學到如何設計性能優越的航天器。在2017年的一項研究中,範艾倫探測器的觀測數據顯示,輻射帶內部通常不存在相對論電子(relativistic electrons)。這一發現與之前的假設完全相反。
但是科學家使用一種被稱為磁性電子和離子分光計(MagEIS)的儀器來區分超高速電子和高能質子,從而使他們對該輻射帶的構成成分產生新的認知。
研究報告第一作者、範艾倫探測器科學家賽斯·克勞德皮雷(Seth Claudepierre)說:“我們對這些高能質子已研究很長時間,它們可以污染科學設備,但迄今我們還沒有很好的辦法在勘測過程中消除它們。”
長期以來,人們都知道範艾倫輻射帶外部更加“嘈雜”,因為在地磁風暴期間,範艾倫輻射帶會隨著太陽粒子和磁場的壓力劇烈脈動。
美國宇航局表示,範艾倫輻射帶內部被認為在地球表面上方保持著穩定位置。但是最新研究表明,範艾倫輻射帶內部成分並不像人們想像的那樣穩定。(葉傾城)