La misión The Time History of Events and Macroscale Interactions during Substorms ( THEMIS ) comenzó en febrero de 2007 como una constelación de cinco satélites de la NASA (THEMIS A a THEMIS E) para estudiar las liberaciones de energía de la magnetosfera de la Tierra conocidas como subtormentas , fenómenos magnéticos que intensifican las auroras. cerca de los polos de la Tierra. El nombre de la misión es un acrónimo que alude al titán Themis . [1]
 THEMIS en una sala limpia de Astrotech | |
| Tipo de misión | Investigación magnetosférica |
|---|---|
| Operador | NASA |
| ID COSPAR | 2007-004 (A, B, C, D, E) |
| SATCAT no. | 30580, 30581, 30582, 30583, 30584 |
| Sitio web | themis |
| Duración de la misión | transcurrido: 14 años, 3 meses y 20 días |
| Propiedades de la nave espacial | |
| Fabricante | Aeroespacial Swales |
| Masa de lanzamiento | 630 kilogramos (1.390 lb) |
| Secado masivo | 77 kilogramos (170 libras) cada uno |
| Energía | 37.0 W cada uno |
| Inicio de la misión | |
| Fecha de lanzamiento | 17 de febrero de 2007, 23:01:00 UTC |
| Cohete | Delta II 7925-10C |
| Sitio de lanzamiento | Cabo Cañaveral SLC-17B |
| Parámetros orbitales | |
| Sistema de referencia | Geocéntrico |
| Régimen | Altamente elíptica |
| Excentricidad | 0.8637973070144653 |
| Altitud del perigeo | 470 kilómetros (290 mi) |
| Altitud de apogeo | 87,330 kilómetros (54,260 mi) |
| Inclinación | 16,0 ° |
| Período | 1.870 minutos |
Tres de los satélites orbitan alrededor de la Tierra dentro de la magnetosfera, mientras que dos se han puesto en órbita alrededor de la Luna . Esos dos fueron rebautizados como ARTEMIS por Aceleración, Reconexión, Turbulencia y Electrodinámica de la Interacción de la Luna con el Sol . THEMIS B se convirtió en ARTEMIS P1 y THEMIS C se convirtió en ARTEMIS P2. [2] ARTEMIS P1 y P2 juntos componen la misión THEMIS-ARTEMIS . [3]
Los satélites THEMIS fueron lanzados el 17 de febrero de 2007 desde el Complejo de Lanzamiento Espacial 17 de la Estación de la Fuerza Aérea de Cabo Cañaveral a bordo de un cohete Delta II . [1] [4] Cada satélite lleva instrumentación idéntica, incluido un magnetómetro fluxgate (FGM), un analizador electrostático (ESA), un telescopio de estado sólido (SST), un magnetómetro de bobina de búsqueda (SCM) y un instrumento de campo eléctrico (EFI). ). Cada sonda tiene una masa de 126 kg, incluidos 49 kg de combustible de hidracina . [5]
Se puede acceder a los datos de THEMIS utilizando el software SPEDAS .
Lanzamiento
El lanzamiento de THEMIS estaba originalmente programado para el 19 de octubre de 2006. Debido a los retrasos causados por problemas de mano de obra con las segundas etapas de Delta II, un problema que también afectó a la misión anterior, STEREO , el lanzamiento de THEMIS se retrasó hasta el jueves 15 de febrero de 2007. Fecha límite debido a las condiciones climáticas ocurridas el martes 13 de febrero, el abastecimiento de combustible de la segunda etapa se retrasó y el lanzamiento se retrasó 24 horas. El 16 de febrero, el lanzamiento fue frenado en una bodega en el punto del minuto T-4 en la cuenta regresiva debido a que el globo meteorológico final informó una condición roja o no-go para los vientos de nivel superior. Se inició un procedimiento de respuesta de 24 horas, con el objetivo de una nueva ventana de lanzamiento entre las 23:01 y las 23:17 UTC del 17 de febrero.
Se observaron condiciones climáticas favorables el 17 de febrero y la cuenta regresiva se desarrolló sin problemas. THEMIS se lanzó con éxito a las 6:01 pm EST. La nave espacial se separó del vehículo de lanzamiento aproximadamente 73 minutos después del despegue. A las 8:07 pm EST, los operadores de la misión en el Laboratorio de Ciencias Espaciales (SSL) de la Universidad de California, Berkeley, ordenaron y recibieron señales de las cinco naves espaciales, confirmando el estado de separación nominal.
El servicio de lanzamiento fue proporcionado por United Launch Alliance a través del Programa de Servicios de Lanzamiento de la NASA (LSP).
Estado de la misión
Desde el 15 de febrero de 2007 hasta el 15 de septiembre de 2007, los cinco satélites THEMIS se deslizaron en una configuración orbital de collar de perlas. Desde el 15 de septiembre de 2007 hasta el 4 de diciembre de 2007, los satélites se trasladaron a órbitas más distantes en preparación para la recopilación de datos en la cola magnética. Esta fase de la misión se denominó "Fase del amanecer" porque las órbitas de los satélites estaban en apogeo en el lado del amanecer de la magnetosfera . El 4 de diciembre de 2007 comenzó la primera fase científica de cola de la misión. En este segmento de la misión, los científicos recopilarán datos de la cola magnética de la magnetosfera de la Tierra. Durante esta fase, las órbitas de los satélites están en apogeo dentro de la cola magnética. Los científicos esperan observar subtormentas y eventos de reconexión magnética. Durante estos eventos, las partículas cargadas almacenadas en la magnetosfera de la Tierra se descargan para formar la aurora boreal . La ciencia de la cola se realiza en el invierno del hemisferio norte porque los magnetómetros terrestres con los que los científicos de Themis correlacionan los datos satelitales tienen períodos de noche relativamente más largos. Durante la noche, las observaciones no se ven interrumpidas por partículas cargadas del Sol. [6]
En 2007, THEMIS "encontró evidencia de cuerdas magnéticas que conectan la atmósfera superior de la Tierra directamente con el Sol", reconfirmando la teoría de la interacción eléctrica solar-terrestre (a través de las " corrientes de Birkeland " o "corrientes alineadas con el campo") propuesta por Kristian Birkeland alrededor de 1908. [7] [8] La NASA también comparó la interacción con una "batería de 30 kilovoltios en el espacio", y señaló que "la cuerda de flujo bombea 650.000 amperios de corriente hacia el Ártico". [9]
El 26 de febrero de 2008, las sondas THEMIS pudieron determinar, por primera vez, el evento desencadenante de la aparición de subtormentas magnetosféricas. [10] Dos de las cinco sondas, ubicadas aproximadamente a un tercio de la distancia a la Luna, midieron eventos que sugerían un evento de reconexión magnética 96 segundos antes de la intensificación de la auroral. [11] El Dr. Vassilis Angelopoulos de la Universidad de California, Los Ángeles, quien es el investigador principal de la misión THEMIS, afirmó: "Nuestros datos muestran claramente y por primera vez que la reconexión magnética es el detonante". [12]
THEMIS en órbita.
THEMIS descubrió una cuerda de flujo que bombea una corriente de 650.000 amperios hacia el Ártico.
- "> Reproducir medios
THEMIS descubrió que el campo magnético de la Tierra a menudo desarrolla dos agujeros que permiten fugas de partículas solares.
Esta ilustración muestra las órbitas individuales de la nave espacial THEMIS de la NASA.
Misión extendida
El 19 de mayo de 2008, el Laboratorio de Ciencias Espaciales (SSL) en Berkeley anunció que la NASA había extendido la misión THEMIS hasta el año 2012. La NASA aprobó oficialmente el movimiento de THEMIS B y THEMIS C a la órbita lunar bajo el nombre de misión " ARTEMIS " ( Reconexión, Turbulencia y Electrodinámica de la Interacción de la Luna con el Sol), que fue revisada a "THEMIS-ARTEMIS" en 2019. [3] En febrero de 2017, THEMIS celebró diez años de operaciones científicas. A partir de agosto de 2017, las tres sondas internas THEMIS continúan recopilando datos valiosos sobre la interacción del Sol con la magnetosfera de la Tierra.
ARTEMIS
A principios de 2010, ARTEMIS P1 (THEMIS B) realizó dos sobrevuelos lunares y un sobrevuelo terrestre, y se acercó a la inserción en una órbita de Lissajous alrededor de un punto lunar de Lagrange . La inserción de la órbita lunar estaba prevista para abril de 2011. ARTEMIS P2 (THEMIS C) completó un sobrevuelo lunar y se encontraba en el tramo de entrada de la primera de tres excursiones en el espacio profundo en su camino hacia una órbita de Lissajous y se dirigió a la órbita lunar en abril de 2011. [13]
El 22 de junio de 2011, ARTEMIS P1 comenzó a disparar sus propulsores para salir de su órbita de libración en forma de riñón en un lado de la Luna, donde había estado desde enero. [14] El 2 de julio de 2011 a las 12:30 pm EDT, ARTEMIS P1 entró en órbita lunar. La segunda nave espacial, ARTEMIS P2, entró en órbita lunar el 17 de julio de 2011. [15] En el camino, las dos naves espaciales fueron las primeras en alcanzar la órbita alrededor de los puntos lagrangianos de la Luna. [14] [16]
En octubre de 2019, ambas sondas lunares se encuentran en órbitas estables y se espera que permanezcan operativas durante mucho tiempo. [3]
Instrumentos
A bordo de la nave espacial
- Unidad de procesamiento de datos de instrumentos (IDPU): La IDPU alberga la mayoría de los componentes electrónicos de los instrumentos de la nave espacial THEMIS.
- Instrumentos de campo eléctrico (EFI): El EFI está diseñado y construido para detectar el campo eléctrico en la magnetosfera en constante cambio de la Tierra.
- Magnetómetro Fluxgate (FGM): El FGM mide el campo magnético de fondo para identificar y cronometrar las reconfiguraciones abruptas de la magnetosfera durante el inicio de la subtormenta.
- Magnetómetro de bobina de búsqueda (SCM): El SCM mide las fluctuaciones del campo magnético de baja frecuencia y las ondas en tres direcciones en la magnetosfera de la Tierra.
- Analizador electrostático (ESA): El ESA mide electrones e iones térmicos para identificar y rastrear flujos de alta velocidad a través de la cola magnética e identificar pulsos de presión.
- Telescopio de estado sólido (SST): El SST mide las funciones de distribución de partículas energéticas.
- Tarjeta de campos digitales (DFB): la DFB utiliza una FPGA para realizar un procesamiento de paso de banda integrado configurable y transformaciones rápidas de Fourier ( FFT ) en los datos del instrumento.
Basado en tierra
Mientras los satélites monitorean la magnetosfera desde la órbita, veinte estaciones terrestres en América del Norte monitorean simultáneamente las auroras . La misión de la estación terrestre y las operaciones científicas están a cargo del Laboratorio de Ciencias Espaciales de la Universidad de California .
- Matriz All-Sky Imager (ASI) basada en tierra: La matriz All-Sky Imager (ASI) basada en tierra observa la aurora sobre el continente norteamericano desde Canadá hasta Alaska para determinar dónde y cuándo ocurre el inicio de la subtormenta auroral.
- Matriz de magnetómetros terrestres (GMAG): GMAG mide los cambios en el campo magnético de la Tierra cerca de la superficie de la Tierra debido al inicio de una subtormenta para ayudar a determinar el momento de los eventos subtormentas.
Aeroespacial Swales
Swales Aerospace, ahora parte de Orbital ATK que ahora es parte de Northrop Grumman, ( Beltsville , Maryland ) fabricó las cinco sondas para esta misión. Cada uno fue construido y probado en las instalaciones de Beltsville, antes de ser entregado a la Universidad de California, Berkeley para su integración de instrumentos. Swales fue responsable de integrar BAU, IRU, matrices solares, antena, batería y otros componentes necesarios para la funcionalidad. Este fue el segundo gran satélite construido por Swales, siendo el primero la nave espacial EO-1, que continúa orbitando la Tierra. Swales también fue responsable de diseñar y construir el Equipo de Soporte Eléctrico en Tierra (EGSE) utilizado para monitorear las sondas durante todas las fases de las actividades previas al lanzamiento, incluido el uso en el sitio de lanzamiento.
JPL
Después de la instalación de instrumentos en SSL, Berkeley, se llevaron a cabo pruebas previas al lanzamiento, incluidas pruebas de vacío térmico, vibración y acústicas, en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California.
RÁPIDO
La misión Fast Auroral Snapshot Explorer (FAST) apoyó a THEMIS en 2008 y 2009 antes de ser retirada. [17] FAST fue una misión del programa Small Explorer (SMEX) lanzada en 1996. [17]
Ver también
Listas de temas relevantes
- Lista de sondas activas del Sistema Solar
- Lista de misiones de heliofísica
- Lista de objetos en puntos lagrangianos
- Lista de sondas del sistema solar
- Lista de telescopios espaciales
- Cronología de la exploración del Sistema Solar
- Software SPEDAS para datos de física espacial
Otras naves espaciales relevantes
- Advanced Composition Explorer (ACE), lanzado en 1997, todavía está operativo.
- Cassini – Huygens
- Clúster (nave espacial)
- Double Star (satélite) lanzado en Cluster .
- Helios (nave espacial)
- MESSENGER (MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry and Ranging), lanzado en 2004, afectó a Mercurio el 30 de abril de 2015.
- Sondas Van Allen
- Observatorio de Dinámica Solar (SDO), lanzado en 2010, todavía operativo.
- Observatorio Solar y Heliosférico (SOHO), lanzado en 1995, todavía operativo.
- Solar Maximum Mission (SMM), lanzado en 1980, dado de baja en 1989.
- Solar Orbiter (SOLO), que se lanzará en 2015.
- Parker Solar Probe , que se lanzará en 2018.
- STEREO (Observatorio Solar de Relaciones Terrestres), lanzado en 2006, sigue en funcionamiento.
- Transition Region and Coronal Explorer (TRACE), lanzado en 1998, desmantelado en 2010.
- Ulysses (nave espacial) , lanzada en 1990, clausurada en 2009.
- WIND (nave espacial) , lanzada en 1994, todavía operativa.
- ELFIN ( Investigación de campos y pérdidas de electrones), que se lanzará en 2017.
Referencias
- ↑ a b Lynn Jenner (28 de mayo de 2009). "Páginas de misión de THEMIS" . NASA . Consultado el 2 de diciembre de 2009 .
- ^ Phillips, Tony. "Nave espacial muerta caminando" . Sitio de la misión ARTEMIS . NASA . Consultado el 28 de junio de 2011 .
- ^ a b c Johnson-Groh, Mara (7 de octubre de 2019). "Artemis, conoce a ARTEMIS: Persiguiendo la ciencia solar en la Luna" . NASA . Consultado el 10 de octubre de 2019 .
- ^ Justin Ray (18 de febrero de 2007). "Centro de estado de la misión: THEMIS" . SpaceFlight ahora . Consultado el 2 de diciembre de 2009 .
- ^ Centro mundial de datos para información satelital (1 de marzo de 2007). "Boletín SPACEWARN, No. 640" . Centro Nacional de Datos de Ciencias Espaciales . Consultado el 2 de diciembre de 2009 .
- ^ Laboratorio de Ciencias Espaciales (2009). "Themis Orbits" . UC Berkeley . Consultado el 2 de diciembre de 2009 .
- ^ Cynthia O'Carroll (11 de diciembre de 2007). "La nave espacial de la NASA hace nuevos descubrimientos sobre la aurora boreal" . Centro de vuelo espacial Goddard . Consultado el 2 de diciembre de 2009 .
- ^ Tony Phillips (20 de marzo de 2008). "La primavera es la temporada de las auroras" . Ciencia @ NASA . Archivado desde el original el 25 de septiembre de 2009 . Consultado el 2 de diciembre de 2009 .
- ^ Cynthia O'Carroll (7 de diciembre de 2007). "Evento Multimedia para la Prensa de THEMIS" . Centro de vuelo espacial Goddard . Consultado el 2 de diciembre de 2009 .
- ^ Laura Layton (24 de julio de 2008). "Los satélites THEMIS descubren qué desencadena las erupciones de la aurora boreal" . Centro de vuelo espacial Goddard de la NASA . Consultado el 2 de diciembre de 2009 .
- ^ Vassilis Angelopoulos; et al. (15 de agosto de 2008). "Cola de reconexión que desencadena el inicio de la subtormenta" . Ciencia . 321 (5891). págs. 931–935. Código bibliográfico : 2008Sci ... 321..931A . doi : 10.1126 / science.1160495 . Consultado el 2 de diciembre de 2009 .
- ^ Tariq Malik (24 de julio de 2008). "Secreto de las coloridas auroras reveladas" . SPACE.com . Consultado el 2 de diciembre de 2009 .
- ^ Laboratorio de Ciencias Espaciales. "Noticias y Eventos de THEMIS" . UC Berkeley . Consultado el 9 de abril de 2010 .
- ^ a b Fox, Karen C. "La primera nave espacial ARTEMIS entra con éxito en la órbita lunar" . La conexión sol-tierra: heliofísica . NASA.
- ^ Hendrix, Susan. "La segunda nave espacial ARTEMIS entra con éxito en la órbita lunar" . La conexión sol-tierra: heliofísica . NASA.
- ^ Broschart, SB (2009). Diseño de trayectoria preliminar para la Misión Lunar ARTEMIS (PDF) . Reunión de especialistas en astrodinámica AAS / AIAA. 09-382. Pittsburg.
- ^ a b Noticias de FAST EPO
enlaces externos
- Página de la NASA THEMIS
- Página de la misión THEMIS (UCB)
- Perfil de la misión THEMIS por la exploración del sistema solar de la NASA
- Comunicado de prensa de Space Ref
- Página web del observatorio terrestre canadiense
- Cobertura de lanzamiento de Berkeleyan
- Consulte la página 8 de este documento para ver la referencia de la antena.
- Listas de correo electrónico de THEMIS
