美國宇航局用于研究衛星保護的SET任務已做好發射準備

中國平安網

2019-06-17 14:19

摘要:美國宇航局用于研究衛星保護的SET任務已做好發射準備,將研究太空輻射問題

美國宇航局的太空環境試驗臺(SET)將于2019年6月啟動,其任務是研究如何更好地保護太空中的衛星。SET將乘坐美國空軍研究實驗室宇宙飛船在美國宇航局位于佛羅里達州的肯尼迪航天中心乘坐SpaceX獵鷹重型太空船。

  來自太陽或深空的高能粒子可能會對航天器造成記憶損壞或計算機干擾,并且隨著時間的推移會降低硬件性能。SET旨在更好地了解這些影響,以改進航天器的設計,工程和操作,并避免未來的異常。航天器保護是NASA使命的關鍵部分,因為該機構的Artemis計劃旨在探索月球及其他地方。

  “由于太空輻射是太空任務遇到的主要危險之一,因此研究提高它們在這些惡劣環境中生存能力的方法將提高近地任務以及對月球和火星任務的生存能力。”華盛頓NASA總部的SET項目經理Reggie Eason說。

  SET的目標是將近地空間稱為狹縫區域:地球上兩條巨大的輻射帶之間的間隙,也稱為范艾倫帶。甜甜圈形的范艾倫腰帶受到地球磁場俘獲的輻射。SET軌道被認為是平靜的,但在太陽驅動的極端太空天氣風暴期間會發生變化。它究竟有多少變化,以及多快,仍然不確定。

  邁克爾·西普索斯說:“沒有太多的測量結果可以告訴我們在插槽區域有多糟糕。” Xapsos是SET項目科學家團隊的兩名成員之一,他們是美國宇航局位于馬里蘭州格林貝爾特的戈達德太空飛行中心的天體物理學家Yihua Zheng。“這就是我們去那里的原因。在我們把衛星放在那里之前,你必須要知道環境有多變,”Xapsos說。

  槽區對于衛星 - 特別是導航和通信衛星 - 是一個很有吸引力的區域 - 因為從大約12,000英里以上,它不僅提供了相對友好的輻射環境,而且還提供了廣闊的地球視野。然而,在強烈的磁暴期間,來自外帶的高能粒子可以涌入槽區域。

  SET將調查槽區域,提供近地空間中這個特定鄰域的一些首次日常天氣測量。該任務還研究輻射損壞儀器的細節,并測試不同的方法來保護它們,幫助工程師建造更適合太空飛行的零件。

  “現在的電子設備非常小巧,復雜,快速,”Xapsos說。設備越小,輻射損壞越脆弱,預測其在太空中的性能就越具挑戰性。“SET將使我們能夠更好地了解當離子撞擊設備時會發生什么,并改善這些擾亂發生頻率的模型。”

  SET研究有兩種輻射損傷。第一種被稱為單一事件效應 - 也就是說,當太陽噴發加速的高能離子或銀河宇宙射線穿過電子設備時會發生什么。這些罷工隨機發生,一次發生一個粒子,并加載帶有額外電荷的電路。結果可以是數據翻轉二進制代碼,例如,將0翻轉為1,影響存儲的內存或運行航天器的程序。許多航天器都可以從這些障礙中恢復,但最糟糕的是,它們可能導致系統崩潰和災難性的破壞。

  但是這些戲劇性的打擊并不是唯一的問題 - 隨著時間的推移,溫和的輻射也會降低電路性能。被困在輻射帶中的帶電粒子會受到電子設備的影響,在軌道運行的時間越長,它們的性能就會逐漸降低。

  SET配備了空間氣象監測儀和三個電路板實驗 - 每個都不大于明信片 - 來研究這兩種類型的損壞。

  用于宇宙輻射環境劑量學和充電實驗的CREDANCE是SET的空間天氣監測器,用于探測輻射帶中的宇宙射線和粒子。這些原子的高能碎片可以穿透宇宙飛船的墻壁,破壞電子設備。

  兩個電路板實驗也研究單一事件效應。商用現貨的COTS-2代表 - 收集有關單一事件影響的頻率以及如何減輕它們的信息,特別是在專門的計算機芯片中。用于劑量測定比對和小型化實驗的DIME簡稱 - 由兩個獨立的電路板組成,它們共同展示了使用價格合理的商用零件測量空間輻射的六種不同方法。該實驗可以幫助未來的任務決定監測其航天器輻射的最佳方法。

  另一個電路板實驗側重于總輻射劑量。ELDRS是增強型低劑量率靈敏度的縮寫 - 以其研究的神秘性命名:ELDRS效應。這就是工程師所說的某些類型的電子設備在長時間暴露于溫和輻射時所面臨的強烈損害 - 而不是如果同時暴露于相同的總劑量所經歷的較小損害。該實驗的信息將有助于改進地球上的測試方法,使電子設備準備就緒。

  SET實驗將共同擴展我們對近地空間環境及其輻射如何影響儀器的理解。“SET數據將直接用于改進我們的模型,因此我們可以更好地評估未來任務將遇到的輻射環境,”戈達德航空工程師Megan Casey說。模型是選擇和測試任何用于航天的電子設備的關鍵組成部分。

  SET是空間環境效應(SFx)實驗的一部分,該實驗是美國空軍發射的示范和科學實驗(DSX)航天器上的三個實驗之一。

  DSX作為太空測試計劃-2(STP-2)任務的一部分發射,由美國空軍太空與導彈系統中心(SMC)管理。SET是這次STP-2發射的四個NASA任務之一 - 所有這些任務都致力于改善太空技術。DSX在發射后約3.5小時與運載火箭分離。

  SET是美國宇航局太陽物理觀測站的最新成員。NASA太陽物理學任務研究了從太陽到地球和其他行星周圍空間的巨大互聯系統,以及太陽不斷流動的太陽風流的最遠極限。SET的觀測提供了有關太陽對我們航天器影響的關鍵信息,從而可以進一步探索太空。文章來源:中國平安網

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