NASA的TWINS提供环电流的连续覆盖

作者:佟歇

<p>自2008年以来,美国宇航局的两个TWINS航天器一直提供环形电流的陡峭视野 - 一个环绕地球的带电粒子的呼啦圈:J Goldstein / SWRI自2008年推出以来,两个广角成像中性原子光谱仪( TWINS)卫星一直在为科学家们提供有关地球磁层的数据以及第一个也是唯一的环形电流立体视图</p><p>环绕地球是一个被称为磁层的动态区域</p><p>该区域受磁力和电力,来自太阳的能量和物质的控制,一个巨大的波浪和过程动物园不像通常在地球物理学中经历的那样,在这个不断变化的磁泡内嵌着一个带电粒子的圆环,它通常与地球赤道对齐被称为环电流,它的上升和下降是关键部分我们星球周围的空间天气,能够引起地面的磁波动以及传播破坏性的海浪2008年6月15日,一套新仪器开始对这个神秘区域进行立体成像,称为两个广角成像中性原子光谱仪或TWINS,这些卫星在广泛分离的平面上轨道运行,提供第一个也是唯一的立体视图环状电流TWINS映射了由离子碰撞产生的远离环电流射出的高能中性原子</p><p>在五年的运行中,TWINS图提供了三维图像和该区域的全局特征</p><p>天文台跟踪磁层如何响应对太空天气进行风暴,描述磁层内各种结构的温度和形状等全球信息,并改进可用于模拟大量事件的磁层模型“有两颗卫星,有两组同时图像,我们可以看看全新的东西,“美国宇航局戈达德空间TWINS的项目科学家Mei-Ching Fok说道</p><p>马里兰州格林贝尔特的飞行中心“这是有史以来第一个立体能量中性原子任务,它改变了我们理解环电流的方式”每个航天器都在一个高度椭圆形的轨道上,称为莫尔尼亚轨道,在此期间,宇宙飞船将大部分时间用于时间大约在地球上方20,000英里,在那里他们可以看到磁层的最佳视野最初启动了为期两年的任务,TWINS在2010年正式延长了三年,还有另一个多年的延期,在此期间,TWINS已经工作了与提供有关地球磁层信息的其他NASA任务携手“我们在过去五年中做了一些非常棒的新研究,”德克萨斯州圣安东尼奥市西南研究所TWINS首席研究员David McComas表示</p><p>机会的使命,这是一个非常便宜的任务,它继续返回令人难以置信的科学“TWINS科学基于两个可以trac的工具k中性原子第一个是中性原子成像仪,记录当中性原子与离子碰撞时自然流出的原子这允许仪器从远处映射原始离子 - 好像它可以看到原子看到光的方式 - 而不是仅从它所经过的空间区域收集数据“在过去的20年中,我们可以进化出一种全新的技术,因此我们可以远程地观察带电粒子,例如环电流中的粒子,”McComas说</p><p>带电粒子有时会与缓慢移动的中性粒子发生碰撞,在这种情况下,来自地球高度扩展大气层的中性粒子群,地球化学“当这种情况发生时,电子从慢中性原子跳跃到快离子,所以现在是前者变得带电,后者变得中性新的中性线在直线方向上加速,不受地球周围的磁场线的影响,引导和控制带电粒子的运动TWINS收集这样的快速中性粒子和数据科学家可以向后工作以绘制原始离子的位置和运动TWINS上的另一个仪器是莱曼α探测器,可以测量远处氢气的密度,在这种情况下观察地球周围的氢云,geocorona最重要的是,这些仪器存在于两个TWINS航天器上 过去五年中大部分成功的研究依赖于从两个观点观察这些中性的能力,使科学家不仅可以分析粒子的速度和数量,还可以确定粒子离开原始碰撞的角度</p><p>立体声视觉有助于详细了解磁层如何对空间风暴作出反应:两者都是由于从日出到地球的日冕物质抛射的影响,以及由太阳风引入的扭曲引起的共同旋转相互作用区域TWINS还揭示了离子在地球周围行进的俯仰角在行星的每一侧都是不同的这些信息有助于科学家确定离子是否更有可能从环流中逃逸到太空或最终漏斗对地球“TWINS是一个立体任务,提供从两个有利位置的中立原子的第一次观测,但两个航天器gi戈达德的磁层科学家纳塔利娅·布祖鲁科娃(Natalia Buzulukova)说道,他们使用TWINS数据“两个太空船提供环形电流的连续覆盖,因为一套仪器始终有一个视图”因为航天器轨道不同步它们每天提供几个小时的立体成像,但总有至少一个航天器密切关注事件如何展开在TWINS之前,航天器可能会看到环形电流在其轨道前发生一段时间的诱人过程把它带出视野事件很可能在宇宙飞船回到第二眼之前就已经完成了这种连续性已被证明是有用的,可以确定环流中的粒子是否会向地球沉淀,以及提供全球温度图磁尾的尾部落后于地球,磁尾这样的地图以前只是从模型和统计分析中推断出来的从来没有从实际观察到的全面数据集Lyman-alpha仪器以两种方式使用一方面,它量化geocorona以便更好地理解它如何影响环电流中的碰撞它也教会了我们关于geocorona本身的更多信息以前,研究人员认为它是一个相当简单的地球周围的球体</p><p>两个TWINS仪器显示它是多么不对称,随着太阳周期,季节,甚至一天中的小时而变化这是一个最后的重要特征</p><p> TWINS数据的消防水带是多少有助于改善环电流和其他磁层的计算机模拟使用精确的计算机模型,科学家可以更好地预测磁层如何对任何给定的空间天气事件作出反应“我们得到两个非常独特的东西有两个航天器:立体声成像和连续覆盖我们得到的观察结果非常棒,“麦科马斯说”这是一个非常强大的组合工具“TWINS是探险家的机会使命西南研究院与国家和国际合作伙伴团队领导TWINS戈达德为华盛顿特区NASA科学任务理事会管理探索者计划</p><p>有关TWINS科学和使命的更多信息,请访问:来源:Karen C福克斯,美国宇航局的戈达德太空飞行中心;美国宇航局图片:....