Sondas Van Allen

Las sondas de Van Allen (VAP), anteriormente conocidas como sondas de tormenta de cinturón de radiación (RBSP), ^[1] eran dos naves espaciales robóticas que se utilizaron para estudiar los cinturones de radiación de Van Allen que rodean la Tierra. La NASA llevó a cabo la misión Van Allen Probes como parte del programa Living With a Star . ^{[2] La} comprensión del entorno del cinturón de radiación y su variabilidad tiene aplicaciones prácticas en las áreas de operaciones de naves espaciales, diseño de sistemas de naves espaciales, planificación de misiones y seguridad de los astronautas. ^[3]Las sondas se lanzaron el 30 de agosto de 2012 y funcionaron durante siete años. Ambas naves espaciales se desactivaron en 2019 cuando se quedaron sin combustible. Se espera que abandonen la órbita durante la década de 2030.

Sondas Van Allen (VAP)
Propiedades de la nave espacial
Impresión artística de las sondas Van Allen en órbita
Nombres	Sondas de tormenta de cinturón de radiación (RBSP)

Tipo de misión	Astrofísica
Operador	NASA
ID COSPAR	2012-046A / 2012-046B
SATCAT no.	38752/38753
Sitio web	vanallenprobes .jhuapl .edu
Duración de la misión	Planificado: 2 años Final: 7 años, 1 mes, 17 días


Fabricante	Laboratorio de Física Aplicada
Masa de lanzamiento	~ 1500 kg para ambos


Inicio de la misión
Fecha de lanzamiento	30 de agosto de 2012, 08:05 UTC ( 2012-08-30UTC08: 05 )
Cohete	Atlas V 401
Sitio de lanzamiento	Cabo Cañaveral SLC-41
Contratista	Alianza de lanzamiento unida


Fin de la misión
Desactivado	Sonda Van Allen A: 18 de octubre de 2019 Sonda Van Allen B: 19 de julio de 2019 ( 19/10/2019 )


Parámetros orbitales
Sistema de referencia	Geocéntrico
Régimen	Altamente elíptica
Semieje mayor	21.887 km (13.600 millas)
Altitud del perigeo	618 km (384 millas)
Altitud de apogeo	30.414 km (18.898 millas)
Inclinación	10,2 °
Período	537.1 minutos

Descripción general

El Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA gestiona el programa general Living With a Star del que es un proyecto RBSP, junto con el Observatorio de Dinámica Solar (SDO). El Laboratorio de Física Aplicada (APL) de la Universidad Johns Hopkins fue responsable de la implementación general y la gestión de instrumentos para RBSP. La misión principal estaba programada para durar 2 años, y se esperaba que los consumibles duraran 4 años. Se planeó que la misión principal durara solo 2 años porque existía una gran preocupación sobre si la electrónica del satélite sobreviviría al ambiente de radiación hostil en los cinturones de radiación durante un largo período de tiempo. Cuando después de 7 años terminó la misión, no fue por falla electrónica sino por quedarse sin combustible. Esto demostró la resistencia de la electrónica de la nave espacial. La longevidad de la nave espacial en los cinturones de radiación se consideró un rendimiento récord para los satélites en términos de resistencia a la radiación. ^[4]

La nave espacial trabajó en estrecha colaboración con el Balloon Array for RBSP Relativistic Electron Losses (BARREL), que puede medir las partículas que se desprenden de los cinturones y llegan hasta la atmósfera de la Tierra. ^[5]^[6]

El Laboratorio de Física Aplicada administró, construyó y operó las sondas Van Allen para la NASA.

Las sondas llevan el nombre de James Van Allen , el descubridor de los cinturones de radiación que estudiaron. ^[4]

Hitos

Finalización del examen del concepto de misión, 30 a 31 de enero de 2007 ^[7]
Revisión preliminar del diseño, octubre de 2008
Revisión de la confirmación, enero de 2009
Sondas transportadas desde el Laboratorio de Física Aplicada en Laurel, Maryland a la Estación de la Fuerza Aérea de Cabo Cañaveral en Florida, el 30 de abril de 2012
Las sondas se lanzaron desde el Complejo de Lanzamiento Espacial 41 en la Estación de la Fuerza Aérea de Cabo Cañaveral en Florida el 30 de agosto de 2012. El despegue se produjo a las 4:05 am EDT. ^[8]
Van Allen Probe B desactivado, 19 de julio de 2019.
Van Allen Probe A desactivado, 18 de octubre de 2019. Fin de la misión.

Vehículo de lanzamiento

El 16 de marzo de 2009, United Launch Alliance (ULA) anunció que la NASA había adjudicado a ULA un contrato para lanzar RSBP utilizando un cohete Atlas V 401. ^{[9] La} NASA retrasó el lanzamiento mientras contaba hacia atrás hasta la marca de cuatro minutos temprano en la mañana del 23 de agosto. Después de que el mal tiempo impidiera un lanzamiento el 24 de agosto y una nueva demora por precaución para proteger el cohete y los satélites del huracán Isaac , el despegue se produjo el 30 de agosto de 2012 a las 4:05 a.m.EDT. ^[10]

Fin de la misión

El 12 de febrero de 2019, los controladores de la misión comenzaron el proceso de poner fin a la misión Van Allen Probes reduciendo los perigeos de la nave espacial, lo que aumenta su resistencia atmosférica y da como resultado su eventual reentrada destructiva en la atmósfera. Esto asegura que las sondas vuelvan a entrar en un período de tiempo razonable, con el fin de representar una pequeña amenaza con respecto al problema de los desechos orbitales . Se proyectaba que las sondas cesarían sus operaciones a principios de 2020, o cuando se quedaran sin el propulsor necesario para mantener sus paneles solares apuntando al Sol. Se prevé que la reentrada a la atmósfera se produzca en 2034. ^[11]

Van Allen Probe B se cerró el 19 de julio de 2019, después de que los operadores de la misión confirmaron que no tenía propulsor. ^[12] Van Allen Probe A, que también se estaba quedando sin propelente, se desactivó el 18 de octubre de 2019, poniendo fin a la misión Van Allen Probes después de siete años en funcionamiento. ^[13]

Ciencias

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Reproducir medios

Descripción general de la ciencia de RBSP.

Los cinturones de radiación de Van Allen se hinchan y encogen con el tiempo como parte de un sistema de clima espacial mucho más grande impulsado por energía y material que brota de la superficie del Sol y llena todo el Sistema Solar . El clima espacial es la fuente de auroras que brillan en el cielo nocturno, pero también puede interrumpir los satélites, causar fallas en la red eléctrica e interrumpir las comunicaciones GPS . Las sondas Van Allen se construyeron para ayudar a los científicos a comprender esta región y diseñar mejor naves espaciales que puedan sobrevivir a los rigores del espacio exterior . ^[2] La misión tenía como objetivo profundizar la comprensión científica de cómo las poblaciones de electrones e iones relativistas en el espacio se forman o cambian en respuesta a los cambios en la actividad solar y el viento solar . ^[2]

Los objetivos científicos generales de la misión eran: ^[2]

Descubra qué procesos, solos o combinados, aceleran y transportan las partículas en el cinturón de radiación y en qué condiciones.
Comprender y cuantificar la pérdida de electrones de los cinturones de radiación.
Determine el equilibrio entre los procesos que provocan la aceleración de electrones y los que provocan pérdidas.
Comprender cómo cambian los cinturones de radiación en el contexto de tormentas geomagnéticas .

En mayo de 2016, el equipo de investigación publicó sus hallazgos iniciales, afirmando que la corriente de anillo que rodea la Tierra se comporta de una manera muy diferente a la que se entendía anteriormente. ^[14] La corriente del anillo se encuentra aproximadamente a 10.000 a 60.000 kilómetros (6.200 a 37.000 millas) de la Tierra. Las variaciones de la corriente eléctrica representan la dinámica de solo los protones de baja energía. Los datos indican que hay una corriente de anillo sustancial y persistente alrededor de la Tierra, incluso en épocas sin tormenta, que es transportada por protones de alta energía. Durante las tormentas geomagnéticas, el aumento de la corriente del anillo se debe a la entrada de nuevos protones de baja energía en la región cercana a la Tierra. ^[14]^[15]