Jak lodowy satelita wykrywa burzę geomagnetyczną?
Wydaje się nieprawdopodobne, że satelita przeznaczona do obserwacji biegunowych pokryw lodowych i dryfu lodu morskiego mogłaby precyzyjnie odnotować zakłócenia w polu magnetycznym Ziemi. Jednak właśnie to dokonała misja CryoSat ESA na początku bieżącego roku.
To historia niezwykłej innowacji w technologii kosmicznej. Pod koniec minionego roku CryoSat ? projekt trwający niemal 16 lat ? został zdalnie zaktualizowany o nowe oprogramowanie do magnetometru platformowego. To urządzenie umieszczone na satelicie służy utrzymaniu stabilnej wysokości orbity i kierowaniu instrumentów naukowych na odpowiedni obszar Ziemi. Magnetometr platformowy pozostaje więc elementem operacyjnym i nie był zaprojektowany do generowania danych naukowych o magnetycznym środowisku planety.
CryoSat to przede wszystkim misja lodowa. Wyposażono go w zaawansowany radarowy sensor, który mierzy drobne zmiany na pokrywach lodowych i na lodzie morskim z precyzją kilku milimetrów. W rodzinie Earth Explorer ESA CryoSat dostarczył zestawów danych naukowych, które pozwalają bazować na informacji o polarowych wodach planety, jeziorach podlodowych i pokrywach lodowych.
Dzięki temu zmodernizowanemu magnetometrowi CryoSat zyskał możliwość mierzenia zmian w magnetosferze Ziemi z naukową precyzją, korzystając z danych kalibracyjnych z misji Swarm w programie Earth Explorer ESA, obserwującej pole magnetyczne. Ta nowa umiejętność powoduje, że w obrębie rodziny Earth Explorer funkcjonują teraz dwie misje magnetometrii. Swarm i CryoSat dołączą do nich kolejny satelita Scout mierzący pole magnetyczne, NanoMagSat, który jest obecnie w fazie rozwoju.
Swarm pozostaje czołową misją ESA poświęconą badaniu pola magnetycznego Ziemi, podczas gdy CryoSat utrzymuje swój kluczowy cel w mierzeniu i monitorowaniu zmian pokryw lodowych i oceanów polarnych. Warto zauważyć, że magnetometr platformowy CryoSat jest wykorzystywany w nowatorski sposób do pomiaru silniejszych zewnętrznych wariacji pola magnetycznego Ziemi. Dostarcza doskonałe dane w porównaniu z innymi magnetometrami platformowymi na misjach nie magnetycznych, a ulepszenie wspiera społeczność geomagnetyczną poprzez dodanie uzupełniającego zestawu danych.
Anja Stromme, kierowniczka misji Swarm w ESA, powiedziała: "To znaczące osiągnięcie, które przynosi znaczne korzyści dla społeczności Swarm."
Na początku tego roku CryoSat mógł wykorzystać nowe zdolności, gdy niezwykle silny rozbłysk X-klasy Słońca wywołał burzę geomagnetyczną w atmosferze Ziemi. Zjawisko zaczęło się 18 stycznia i doprowadziło do jednych z najintensywniejszych burz radiacyjnych w historii ? obserwatorzy mogli oglądać zorzę polarną na znacznie niższych szerokościach geograficznych niż zwykle, od Europy po Meksyk. Powodem była erupcja na powierzchni Słońca, która uwolniła cząstki wysokiej energii, docierające do Ziemi w 25 godzin. Przez trzy dni CryoSat wnosił dane naukowe dotyczące intensywności burzy geomagnetycznej. Dane CryoSat okazały się wysokiej jakości i stanowiły uzupełnienie danych Swarm.
Metoda analizy danych opisana w badaniu opublikowanym w Geophysical Research Letters została wykorzystana do stworzenia animacji (zobacz wideo poniżej), ilustrującej wpływ burzy słonecznej na pole magnetyczne Ziemi podczas burzy.
"To innowacja zarówno wyjątkowa, jak i ekscytująca," skomentował Tommaso Parrinello, kierownik misji CryoSat w ESA, dodając: "Chodzi o wykorzystanie danych z istniejącego systemu, który przez 16 lat służył do aktywnego sterowania orientacją satelity w przestrzeni."
"W rzeczywistości używamy magnetometrów do monitorowania magnetosfery Ziemi, a sygnały trafiają do pokładowego komputera, by dostosować orientację satelity i realizować cel misji. Precyzja i niski poziom szumu tych pomiarów przekonały środowisko naukowe o ich wartości jako danych naukowych, w konsekwencji pokładowy komputer generuje teraz nowy zestaw danych do badań."
Ta nowa zdolność tworzenia zestawów magnetometrii na podstawie danych CryoSat, uzupełniających dane Swarm, przynosi unikalne korzyści bez dodatkowych kosztów. Tommaso dodał: "Przed nami jeszcze dużo ekscytującej nauki, ponieważ obie misje będą latać dalej znacznie po swoim zaprojektowanym czasie pracy."
Dziękujemy, że przeczytałaś/eś artykuł! Obserwuj nas w Wiadomościach Google.
