Nové družice k výzkumu radiačních pásů Země

Na 30. 8. 2012 je naplánováno vypuštění dvojice amerických družic s názvem Radiation Belt Storm Probes (RBSP) na oběžnou dráhu kolem Země. Start se uskuteční pomocí rakety Atlas 5 v rámci programu NASA pojmenovaného Living With a Star (Život s hvězdou). Cílem programu je výzkum základních procesů, které působí napříč Sluneční soustavou – především těch, které umožňují vznik nebezpečného kosmického počasí ovlivňujícího prostor v blízkosti Země, a výzkum jevů, které nám umožní lépe poznat dění v naší planetární soustavě.

Hlavní vědecké cíle výzkumu jsou následující:

• odhalení procesů, které samostatně nebo v kombinaci s jinými vlivy urychlují a přemísťují elektrony a ionty uvnitř radiačních pásů, a zjištění, za jakých podmínek se tak děje
• pochopení a kvantitativní určení úbytku elektronů a protonů v radiačních pásech Země
• určení vzájemné rovnováhy mezi procesy, které vedou k urychlování elektronů a které způsobují jejich únik
• pochopení procesů, jak jsou radiační pásy ovlivňovány geomagnetickými bouřemi a podobnými jevy

Od navedení na oběžnou dráhu budou družice studovat prostředí radiačních pásů, kde můžeme očekávat hlavní aktivity kosmického počasí, a to ve spolupráci s dalšími (i dříve vypuštěnými) družicemi. Dvě nové družice RBSP budou měřit elektricky nabité částice, magnetická a elektrická pole, která vyplňují prostor v okolí Země. Družice RBSP budou provádět stejná měření, přičemž poletí za sebou po identické dráze, což pomůže vědcům pochopit, jak se radiační pásy Země mění v prostoru a čase.

Dvojice družic RBSP byla zkonstruována k tomu, aby operovala v srdci neviditelných radiačních pásů Země pojmenovaných podle svého objevitele Van Allenovy radiační pásy (objevil je v roce 1958 James A. Van Allen). Jejich existenci znovu potvrdily americké i sovětské družice či sondy. Vnitřní radiační pás se nachází ve vzdálenosti zhruba 6 500 km nad horními vrstvami atmosféry Země, vnější radiační pás se rozkládá ve vzdálenosti 13 000 až 42 000 km nad zemským povrchem.

Uveďme si některá základní fakta k projektu družic RBSP:

Oběžná dráha – družice se budou pohybovat po téměř identických, velmi protáhlých eliptických drahách kolem Země. Perigeum jejich drah se bude nacházet ve vzdálenosti 500 a 675 km od zemského povrchu, v nejvzdálenějším bodě své dráhy se budou od Země vzdalovat na 30 050 a 31 250 km. Vůči zemskému rovníku budou jejich dráhy skloněny o 10°.

Oběžná doba – obě družice vykonají jeden oběh přibližně za 9 hodin.

Stabilizace družic – družice budou fungovat nezávisle jedna na druhé, jejich polohy v prostoru budou zajišťovány pomalou rotací rychlostí 5 otáček za minutu.

Životnost – minimální plánovaná životnost je 2 roky, předpokládá se prodloužení mise.

Hmotnost – startovní hmotnost družice A: 647,6 kg; startovní hmotnost družice B: 666,6 kg (vědecká aparatura obou družic je však identická).

Zdroj energie – elektrickou energii budou dodávat sluneční články rozmístěné na 4 panelech o celkové ploše 3,2 metry čtvereční. Při letu ve stínu budou energii dodávat palubní baterie.

Přístrojové vybavení – každá z družic nese na své palubě 5 identických vědeckých experimentů (pro realizaci některých z nich bude sloužit více přístrojů): The Energetic Particle, Composition, and Thermal Plasma Suite (ECT), the Electric and Magnetic Field Instrument Suite and Integrated Science (EMFISIS), the Electric Field and Waves Suite (EFW), the Radiation Belt Storm Probes Ion Composition Experiment (RBSPICE) a the Relativistic Proton Spectrometer (RPS).

Zdroj: http://www.nasa.gov/offices/ipce/ipao/home/rbsp_highlight.html a http://www.nasa.gov/pdf/677837main_rbsp_pk_final81712_lores.pdf

autor: František Martinek