GEMELLI: cos’è, coppia di strumenti della NASA a bordo di due satelliti

Due spettrometri ad atomi neutri di imaging grandangolare ( TWINS ) sono una coppia di strumenti della NASA a bordo di due satelliti del National Reconnaissance Office (NRO) degli Stati Uniti in orbita Molniya . TWINS è stato progettato per fornire immagini stereo della corrente dell’anello terrestre. Il primo strumento, TWINS-1 , è stato lanciato a bordo di USA-184 il 28 giugno 2006. TWINS-2 è seguito a bordo di USA-200 il 13 marzo 2008.

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TWINS 1 e TWINS 2 in orbite Molniya simultanee, ottengono immagini stereo della corrente dell’anello terrestre, inclusi i segnali sia degli ioni intrappolati che degli ioni precipitanti.

Ogni strumento è costituito da un imager energetico di atomi neutri e da un rilevatore alfa Lyman. L’imager ENA fornisce il telerilevamento indiretto degli ioni della corrente dell’anello e il rilevatore alfa Lyman fornisce una misura della nuvola di idrogeno neutro attorno allaTerra , nota come geocorona . La prima missione TWINS è durata due anni, dal 2008 al 2010, ed è stata seguita da una missione estesa tuttora in corso.

Missione

Lanciato come Missioni di Opportunità (MoO) a bordo di un’astronave governativa statunitense classificata e non NASA, TWINS conduce immagini stereoscopiche della magnetosfera terrestre . Immaginando gli atomi neutri di scambio di carica su un ampio intervallo di energia (~ 1-100 keV ) utilizzando due strumenti identici su due veicoli spaziali ad alta quota e ad alta inclinazione ampiamente distanziati, TWINS consente per la prima volta la visualizzazione tridimensionale e la risoluzione di strutture e dinamiche su larga scala all’interno della magnetosfera.A differenza dei tradizionali esperimenti spaziali, che effettuano misurazioni in un solo punto nello spazio, gli esperimenti di imaging forniscono la visualizzazione simultanea di diverse regioni della magnetosfera. L’imaging stereo, come fatto da TWINS, fa il passo successivo nella produzione di immagini 3-D e fornisce un balzo in avanti nella nostra comprensione degli aspetti globali della magnetosfera terrestre.

Gli imager ENA osservano i neutri energetici prodotti dalla popolazione globale di ioni magnetosferici, in un intervallo di energia compreso tra 1 e 100 keV con un’elevata risoluzione angolare (4°) e temporale (circa 1 minuto). Un imager geocoronale Lyman-alfa viene utilizzato per monitorare gli atomi di idrogeno esosferici freddi che producono ENA dagli ioni tramite scambio di carica . A complemento di questi imager ci sono rivelatori che misurano l’ambiente locale di particelle cariche attorno al veicolo spaziale. L’offset nelle fasi orbitali ( apogeiin momenti diversi) di TWINS 1 e TWINS 2 significa che oltre all’imaging stereo ENA per diverse ore due volte al giorno, i due strumenti TWINS ottengono anche osservazioni magnetosferiche essenzialmente continue. La strumentazione TWINS è essenzialmente la stessa dello strumento MENA sulla navicella IMAGE . Questa strumentazione è costituita da un imager di atomi neutri che copre l’intervallo di energia ~ 1-100 keV con risoluzione angolare 4° x 4° e risoluzione temporale di 1 minuto e un semplice imager Lyman-alfa per monitorare la geocorona.

TWINS fornisce immagini stereo della magnetosfera terrestre, la regione che circonda il pianeta controllata dal suo campo magnetico e contenente le fasce di radiazione di Van Allen e altre particelle energetiche cariche. TWINS consente la visualizzazione globale tridimensionale di questa regione, portando a una comprensione notevolmente migliorata delle connessioni tra le diverse regioni della magnetosfera e la loro relazione con il vento solare .

Operazione e eventi di tempesta

Questa è un’immagine ENA stereo di prima luce della corrente dell’anello terrestre ottenuta da TWINS il 15 giugno 2008 per un’energia di 10 keV. In ogni immagine sono visibili sia le emissioni a bassa quota (LAE) degli ioni che precipitano, sia le emissioni di corrente anulare ad alta quota (RCE). Per riferimento, viene disegnato il lembo della Terra, insieme alle linee del campo magnetico del dipolo in quattro orari locali cardinali (mezzogiorno=rosso, crepuscolo=lavanda, mezzanotte e alba) e due valori L (L=4 e L=8).

L’imaging stereo di routine di TWINS è iniziato il 15 giugno 2008, durante una tempesta geomagnetica estremamente debole il cui indice Dst non è mai sceso al di sotto di -40 nT, rispetto a una Dst nominale di -100 nT per la classificazione come tempesta. Durante la prima missione TWINS (2008–2010), ha prevalso un minimo solare esteso e senza precedenti (dal ciclo solare 23), portando con sé condizioni magnetosferiche molto calme che vanno da una quiete assoluta a un lieve disturbo. Durante questo periodo TWINS ha osservato numerose deboli tempeste, circa una volta ogni 27 giorni (corrispondenti al periodo di rotazione solare e innescate dalle regioni di interazione corotante solare (CIR). La tempesta più forte (che era ancora molto mite) osservata da TWINS durante la sua missione principale era il 22 luglio 2009, con Dst che raggiungeva un moderato -79 nT. In tutte queste condizioni di quiete estese, le immagini TWINS contenevano segnali ENA sia dalle regioni ad alta quota (corrente dell’anello) che da quelle a bassa quota (LAE).

La missione di opportunità TWINS mantiene una libreria di eventi di tempesta selezionati.

Strumenti

Nome Nome di lancio Navicella spaziale Data di lancio (UTC) Sito di lancio Razzo Orbita Osservazioni
GEMELLI-1 GEMELLI-A USA-184 28 giugno 2006
03:30:00
VAFB , SLC-6 Delta IV-M+(4,2) 1.138 × 39.210 km (707 × 24.364 mi) x 63,2°
GEMELLI-2 GEMELLI-B USA-200 13 marzo 2008
10:02
VAFB , SLC-3E Atlante V 411 1.652 × 38.702 km (1.027 × 24.048 mi) x 63,4°

Guarda anche


https://en.wikipedia.org/wiki/TWINS

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