NASA New Horizons Mengisi Gap di Pengamatan Ruang Lingkungan

 

Ketika NASA New Horizons melesat melewati Pluto pada 14 Juli 2015, butuh yang terbaik yang pernah gambar permukaan berbatu dunia, memberi kita wawasan baru ke dalam geologi, komposisi dan suasana. Gambar-gambar yang menakjubkan adalah hasil yang paling terkenal dari New Horizons, tetapi pesawat ruang angkasa juga dikirim kembali senilai lebih dari tiga tahun dari pengukuran angin matahari - aliran konstan partikel surya yang matahari teman kencan keluar ke angkasa - dari daerah yang telah dikunjungi oleh hanya beberapa pesawat ruang angkasa.
set belum pernah terjadi sebelumnya ini dari pengamatan memberi kita mengintip ke bagian hampir seluruhnya belum diselidiki lingkungan ruang kita - mengisi kesenjangan penting antara apa misi lain melihat lebih dekat ke matahari dan apa pesawat ruang angkasa Voyager melihat lebih jauh. Sebuah studi baru muncul di The Astrophysical Journal Supplement menjabarkan pengamatan New Horizons 'dari ion angin matahari yang dijumpai pada perjalanannya.

top-down visualisasi tata surya kita menunjukkan lingkungan ruang simulasiData lingkungan ruang yang dikumpulkan oleh New Horizons lebih dari satu miliar mil dari perjalanannya ke Pluto akan memainkan peran kunci dalam pengujian dan model memperbaiki lingkungan ruang seluruh tata surya. visualisasi ini adalah salah satu contoh dari model seperti itu: Ini menunjukkan lingkungan ruang simulasi untuk Pluto beberapa bulan sebelum pendekatan terdekat New Horizons '. Digambar di atas model adalah jalan Horizons Baru hingga 2015, serta arah arus dari dua pesawat ruang angkasa Voyager - yang saat ini di tiga atau empat kali New Horizons 'jarak dari matahari. Angin surya yang New Horizons ditemui akan mencapai pesawat ruang angkasa Voyager sekitar setahun kemudian.

Tidak hanya data New Horizons memberikan sekilas baru dari lingkungan ruang luar tata surya, tetapi informasi ini membantu melengkapi gambaran kita tumbuh dari pengaruh matahari pada ruang, dari dekat Bumi efek ke batas di mana angin matahari bertemu antar ruang. Data baru menunjukkan partikel dalam angin matahari yang telah mengambil sebuah ledakan awal energi, dorongan percepatan yang tendangan mereka hanya melewati kecepatan aslinya. Partikel-partikel ini mungkin benih partikel yang sangat energik disebut sinar kosmik anomali. Ketika super cepat ini, sinar energik perjalanan lebih dekat ke Bumi, mereka dapat menimbulkan bahaya radiasi untuk astronot. Lebih jauh, pada energi yang lebih rendah, sinar berpikir untuk memainkan peran di membentuk batas di mana angin matahari memukul ruang antar - wilayah tata surya kita yang Voyager 2 saat navigasi dan mengamati. 

Mempelajari Angin Surya 

simulasi cuaca ruang untuk Pluto orbitData lingkungan ruang yang dikumpulkan oleh New Horizons lebih dari satu miliar mil dari perjalanannya ke Pluto akan memainkan peran kunci dalam pengujian dan model memperbaiki lingkungan ruang seluruh tata surya. visualisasi ini adalah salah satu contoh dari model seperti itu: Ini menunjukkan lingkungan ruang simulasi untuk Pluto beberapa bulan sebelum pendekatan terdekat New Horizons '.Kredit: NASA Goddard Space Flight Center Ilmiah Visualisasi Studio, Space Weather Research Center (SWRC) dan Modeling Pusat (CCMC) Komunitas-Coordinated, Enlil dan Dusan Odstrcil (UGM)Lihat video penuh di YouTubePlutoNew Horizons mengumpulkan data dari lingkungan ruang hampir terus menerus dari awal 2012 melalui terbang lintas yang dari Pluto, yang ditampilkan di sini dalam mosaik gambar dari pesawat ruang angkasa, pada 14 Juli 2015, shedding cahaya baru pada ruang di bagian yang relatif belum diselidiki dari tata surya.Kredit: NASA / JHUAPL / SwRILebih lanjut tentang gambar ini
Meskipun ruang sekitar seribu kali lebih kosong daripada bahkan Vacuums laboratorium terbaik di Bumi, itu tidak benar-benar tanpa peduli - outflow konstan matahari angin matahari mengisi ruang dengan mencuci tipis dan renggang partikel, ladang, dan gas terionisasi yang dikenal sebagai plasma . Angin surya ini, bersama dengan peristiwa surya lain seperti ledakan raksasa yang disebut coronal mass ejections, mempengaruhi sifat ruang dan dapat berinteraksi dengan sistem magnetik Bumi dan dunia lain. Efek tersebut juga mengubah lingkungan radiasi di mana pesawat ruang angkasa kami - dan, satu hari, astronot kami menuju ke Mars - wisata.
New Horizons diukur lingkungan ruang ini untuk lebih dari satu miliar mil dari perjalanannya, dari hanya di luar orbit Uranus untuk pertemuan dengan Pluto.
"Instrumen ini hanya dijadwalkan untuk daya selama checkout tahunan setelah terbang lintas Jupiter pada tahun 2007," kata Heather Elliott, seorang ilmuwan ruang di Southwest Research Institute di San Antonio, Texas, dan penulis utama studi tersebut. "Kami datang dengan rencana untuk menjaga instrumen partikel pada saat fase pelayaran sementara sisa pesawat ruang angkasa itu hibernate dan mulai mengamati pada tahun 2012."
Rencana ini menghasilkan tiga tahun pengamatan dekat-terus menerus dari lingkungan ruang di wilayah ruang di mana hanya segelintir pesawat ruang angkasa yang pernah diterbangkan, apalagi ditangkap pengukuran rinci.
"Wilayah ini miliaran kubik mil, dan kami memiliki beberapa pesawat ruang angkasa yang telah melewati setiap dekade atau lebih," kata Eric Christian, seorang ilmuwan ruang di NASA Goddard Space Flight Center di Greenbelt, Maryland, yang mempelajari apa yang disebut heliosphere - wilayah tata surya kita didominasi oleh angin matahari - tetapi tidak terlibat dengan penelitian ini. "Kami banyak belajar dari setiap orang."
Karena matahari adalah sumber angin matahari, acara di matahari adalah kekuatan utama yang membentuk lingkungan ruang. Guncangan di angin matahari - yang dapat membuat cuaca ruang angkasa, seperti aurora, di dunia dengan medan magnet - dibuat baik oleh cepat, awan padat bahan yang disebut coronal mass ejections, atau CME, atau oleh tabrakan dua kecepatan yang berbeda surya aliran angin. Fitur-fitur individu dilihat dalam tata surya bagian dalam - tapi New Horizons tidak melihat tingkat yang sama detail.
Data New Horizons menunjukkan bahwa lingkungan ruang di luar tata surya memiliki struktur kurang rinci dari ruang lebih dekat ke Bumi, karena struktur yang lebih kecil cenderung lelah atau mengumpul saat mereka melakukan perjalanan ke luar, menciptakan lebih sedikit - fitur - tapi lebih besar.
"Pada jarak ini, ukuran skala struktur dilihat meningkatkan, karena struktur yang lebih kecil yang dikenakan atau menggabungkan bersama-sama," kata Elliott. "Sulit untuk memprediksi jika interaksi antara struktur yang lebih kecil akan membuat struktur yang lebih besar, atau jika mereka akan meratakan keluar sepenuhnya."
tanda-tanda halus dari pengaruh matahari juga sulit untuk menemukan di luar tata surya. Karakteristik angin matahari - termasuk kecepatan, kepadatan, dan suhu - dibentuk oleh wilayah matahari mengalir dari. Saat matahari dan daerah angin penghasil yang berbeda memutar, pola terbentuk. New Horizons tidak melihat pola yang didefinisikan sebagai mereka ketika mendekati matahari, namun demikian itu melihat beberapa struktur.
"Kecepatan dan kepadatan rata-rata bersama sebagai angin matahari bergerak keluar," kata Elliott. "Tapi angin masih dipanaskan oleh kompresi karena perjalanan, sehingga Anda dapat melihat bukti dari pola rotasi matahari suhu bahkan di luar tata surya."

 

Menemukan Origins of Space Radiasi Bahaya

Pengamatan New Horizons juga menunjukkan apa yang mungkin benih mulai dari partikel yang sangat energik yang membentuk sinar kosmik anomali. sinar kosmik anomali diamati dekat Bumi dan dapat memberikan kontribusi bahaya radiasi untuk astronot, sehingga para ilmuwan ingin lebih memahami apa yang menyebabkan mereka.
Benih untuk, partikel-partikel ini energik super cepat juga dapat membantu membentuk batas di mana angin matahari memenuhi ruang antarbintang. sinar kosmik anomali telah diamati oleh dua pesawat ruang angkasa Voyager keluar dekat batas-batas tersebut, tetapi hanya di tahap akhir mereka, meninggalkan pertanyaan tentang lokasi yang tepat dan mekanisme asal-usul mereka.pengukuran partikel benih untuk sinar kosmik anomali angin matahariAngka ini menunjukkan pengamatan angin matahari diukur dengan New Horizons mulai 1 Januari-Agustus 25 2015. Pengukuran ini partikel benih untuk sinar kosmik anomali angin matahari benar-benar baru di wilayah ini ruang dan merupakan kunci untuk menginterpretasikan data Voyager lanjut di wilayah perbatasan antar. Poin lebih dekat ke puncak grafik sesuai dengan energi yang lebih tinggi partikel, dan warna merah dan kuning menunjukkan jumlah yang lebih besar dari partikel memukul detektor. Instrumen partikel ditutup selama tertentu operasi pesawat ruang angkasa dan manuver lintasan, sehingga kesenjangan data singkat.Kredit: NASA / New Horizons / SwRI
"The Voyagers tidak dapat mengukur partikel benih tersebut, hanya hasilnya," kata Christian. "Jadi dengan New Horizons akan ke wilayah itu, patch yang kosong ini dalam pengamatan sedang diisi dengan data."
Mengisi seperti patch kosong akan membantu para ilmuwan lebih memahami cara partikel seperti bergerak dan mempengaruhi lingkungan ruang di sekitar mereka, membantu untuk menafsirkan apa Voyager adalah melihat pada perjalanannya.
Membandingkan New Horizons untuk Pengamatan dan Model

Sejak New Horizons adalah salah satu dari sangat sedikit pesawat ruang angkasa yang telah menyelidiki lingkungan ruang di luar tata surya, kurangnya pembuktian data berarti bahwa bagian kunci dari kerja Elliott itu hanya kalibrasi data. Karyanya didukung oleh program Heliophysics Penelitian dan Analisa.
Dia dikalibrasi pengamatan dengan menunjuk informasi dari New Horizons, hasil tes pada versi laboratorium instrumen, dan perbandingan dengan data dari tata surya bagian dalam. NASA Advanced Komposisi Explorer, atau ACE, dan NASA Solar dan Terrestrial Relations Observatory, atau STEREO, misalnya, mengamati lingkungan ruang dekat orbit Bumi, memungkinkan para ilmuwan untuk mengambil snapshot dari peristiwa surya saat mereka menuju ke arah tepi tata surya. Tapi karena lingkungan ruang di luar tata surya relatif belum diselidiki, itu tidak jelas bagaimana peristiwa-peristiwa akan berkembang. Satu-satunya informasi sebelumnya pada ruang di wilayah ini dari Voyager 2, yang melakukan perjalanan melalui kira-kira daerah yang sama ruang sebagai New Horizons, meskipun sekitar seperempat abad sebelumnya.
"Ada karakteristik yang sama antara apa yang dilihat oleh New Horizons dan Voyager 2, tapi jumlah kejadian berbeda," kata Elliott. "Aktivitas Solar jauh lebih intens ketika Voyager 2 melakukan perjalanan melalui wilayah ini."
Sekarang, dengan dua set data dari daerah ini, para ilmuwan memiliki lebih banyak informasi tentang daerah yang jauh ini ruang. Hal ini tidak hanya membantu kita mencirikan lingkungan ruang yang lebih baik, tapi itu akan menjadi kunci untuk model ilmuwan menguji bagaimana angin matahari merambat seluruh tata surya. Dengan tidak adanya sentinel konstan mengukur partikel dan medan magnet di ruang dekat Pluto, kita bergantung pada simulasi - tidak seperti simulasi cuaca terestrial - model cuaca ruang seluruh tata surya. Sebelum New Horizons melewati Pluto, model tersebut digunakan untuk mensimulasikan struktur angin matahari di luar tata surya. Dengan data yang dikalibrasi diatur di tangan, para ilmuwan dapat membandingkan kenyataan dengan simulasi dan meningkatkan model masa depan.