• Home
  • Chimica
  • Astronomia
  • Energia
  • Natura
  • Biologia
  • Fisica
  • Elettronica
  •  science >> Scienza >  >> Astronomia
    Il telescopio solare BITSE della NASA è pronto per il volo in mongolfiera sul New Mexico

    Il membro del team Nelson Reginald esamina lo strumento BITSE nel laboratorio in cui è stato costruito, al Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, Maryland. BITSE è un coronografo, una specie di telescopio che blocca la faccia luminosa del Sole per rivelare la sua atmosfera più fioca. Credito:Goddard Space Flight Center/Joy Ng . della NASA

    NASA e il Korea Astronomy and Space Science Institute, o KASI, si stanno preparando a testare un nuovo modo di vedere il Sole, alto sopra il deserto del New Mexico.

    Un pallone, abbastanza grande da abbracciare un campo di calcio, dovrebbe prendere il volo non prima del 26 agosto. 2019, portando sotto di sé un cannocchiale solare chiamato BITSE. BITSE è un coronografo, una specie di telescopio che ostruisce il volto luminoso del Sole per rivelare la sua atmosfera più fioca, chiamato corona. Abbreviazione di Indagine su pallone della temperatura e della velocità degli elettroni nella corona, BITSE cerca di spiegare come il Sole sputa il vento solare.

    Il vento solare è il flusso di particelle cariche che soffia costantemente dall'atmosfera esterna del Sole, lavando l'intero sistema solare. Mentre gli scienziati generalmente sanno dove si forma, esattamente come lo fa rimane un mistero. Ma svelare la natura del vento solare è la chiave per prevedere come viaggiano le eruzioni solari. Il vento solare è un po' come uno scivolo d'acqua:il suo flusso determina il modo in cui una tempesta solare attraversa lo spazio. Qualche volta, le tempeste si schiantano nel campo magnetico terrestre, provocando disturbi che possono interferire con i satelliti e i sistemi di comunicazione di uso quotidiano come radio o GPS.

    Una collaborazione tra NASA e KASI, BITSE dimostra un nuovo modo di studiare il vento solare. Mentre i coronografi standard catturano la densità della corona, BITSE misura anche la temperatura e la velocità degli elettroni nel vento solare per aiutare a comprendere le potenti forze che li accelerano a velocità di 1 milione di miglia all'ora. Il volo in mongolfiera di BITSE è un passo fondamentale nella sperimentazione e nello sviluppo di questo strumento, e aiuterà il team di scienziati e ingegneri a mettere a punto la loro tecnologia per i futuri voli spaziali.

    "Questo è un coronografo in grado di misurare queste tre proprietà, tutto ciò di cui hai bisogno per capire come si forma e accelera il vento solare, " disse Nat Gopalswamy, Investigatore principale del BITSE presso il Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, Maryland. Migliorando i coronografi, BITSE promuove la nostra comprensione della corona stessa, la forza trainante dietro la sostanza solare che riempie lo spazio intorno alla Terra, migliorando in definitiva la nostra capacità di prevedere il tempo nello spazio.

    Volare ai margini dell'atmosfera

    Prima del lancio, nelle prime ore del mattino, tecnici del sito sul campo della Columbia Scientific Balloon Facility della NASA a Fort Sumner, Nuovo Messico, preparerà il pallone al volo, riempiendo parzialmente di elio la grande busta di plastica. Il palloncino è fatto di polietilene, lo stesso materiale di cui sono fatti i sacchetti della spesa, ed è spesso quanto un sacchetto di plastica a sandwich, ma molto più forte. Quando il pallone sale più in alto sopra la superficie e la pressione atmosferica diminuisce, il gas nel pallone si espande e si gonfia.

    BITSE si snoderà verso l'alto fino a raggiungere circa 22 miglia dal suolo. Là, costerà, fotografare l'atmosfera calda e ribollente del sole. Entro la fine della giornata, avrà raccolto fino a 64 gigabyte - il valore di 40 lungometraggi - di dati.

    Il viaggio di BITSE verso il cielo è iniziato con un'eclissi. I coronagrafi funzionano imitando le eclissi; come la luna, un disco di metallo, chiamato occultatore, blocca il Sole, portando la corona sotto i riflettori. Durante il 21 agosto, 2017, eclissi solare totale, Gopalswamy e il suo team hanno testato parti chiave dello strumento a Madras, Oregon. In soli due minuti di totalità, hanno scattato 50 immagini e hanno dimostrato le sfide ei vantaggi dell'utilizzo della tecnica particolare del loro strumento.

    Ora, il team non si limita più a ricerche affrettate all'ombra della Luna. Un pallone porterà il loro strumento ai margini dell'atmosfera, dove volerà per almeno sei ore. I palloncini offrono un modo economico per accedere a questa regione, consentendo agli scienziati di effettuare misurazioni ed eseguire test che non possono da terra. Là, BITSE può raccogliere le sue immagini con molta meno luce di fondo che da terra, che interferisce con le osservazioni della corona fioca.

    La NASA e il BITSE di KASI voleranno fino al limite dell'atmosfera dal sito sul campo della Columbia Scientific Balloon Facility della NASA a Fort Sumner, Nuovo Messico. BITSE cerca di spiegare come il Sole sputa il vento solare. Credito:Goddard Space Flight Center/Joy Ng . della NASA

    Un nuovo tipo di coronografo

    BITSE combina diverse importanti tecnologie. Primo, lo strumento è costruito con un unico stadio occultante. Quindi, c'è una fotocamera speciale che cattura la luce polarizzata, onde luminose che si muovono in determinate direzioni. Gli scienziati usano queste foto per mappare la densità elettronica, o quanti elettroni ci sono nella corona e dove.

    I tipici coronografi utilizzano una ruota che scorre attraverso i filtri polarizzatori, ciascuno orientato ad angoli diversi, e combinano le immagini per ottenere la luce polarizzata. La telecamera di polarizzazione di BITSE analizza le osservazioni pixel per pixel, rendendo il processo più affidabile riducendo il numero di parti in movimento.

    "Abbiamo incollato l'intero foglio di micro-polarizzatori sopra il rilevatore della fotocamera, quindi non abbiamo bisogno della ruota di polarizzazione, " disse Qian Gong, Ingegnere ottico capo BITSE presso Goddard.

    BITSE ha anche una ruota portafiltri, che blocca tutta la luce della corona ad eccezione di quattro lunghezze d'onda specifiche. I rapporti di queste diverse lunghezze d'onda forniscono agli scienziati la temperatura e la velocità degli elettroni nella corona, misurazioni che non possono ottenere dal suolo, anche durante un'eclissi. Concentrandosi su una parte della corona precedentemente non studiata, che è la chiave per la formazione del vento solare, gli scienziati sperano di raccogliere nuovi indizi sulle sue origini. Un giorno, una versione di BITSE potrebbe effettuare queste misurazioni dallo spazio, estendendo il loro tempo di osservazione da ore a mesi.

    Più di 22 miglia sopra la superficie, BITSE andrà alla deriva in alto sopra il regno degli uccelli, aeroplani, tempo metereologico, e il cielo azzurro stesso. L'altitudine presenta sfide uniche, ha detto Gong. Alcuni elementi di design sono specifici per il volo in mongolfiera, come l'ottica sensibile alla temperatura di BITSE. Un sistema termico a bordo assicurerà che BITSE non diventi troppo freddo durante la sua salita. Anche la colla che hanno usato sui filtri di polarizzazione è stata accuratamente selezionata sia per fornire un buon adesivo che per resistere alle temperature previste. Uno spostamento di pochi micron (un capello umano medio ha un diametro di 75 micron) in risposta alla fredda atmosfera superiore potrebbe avere un impatto sui loro dati, lei spiegò, poiché ogni pixel è largo 7,5 micron.

    Ad altitudini così elevate, il cielo è più scuro; dove l'atmosfera è sottile, ci sono poche particelle d'aria che disperdono la luce. Rispetto al suolo, queste sono condizioni molto migliori per un coronografo. Ancora, il confine dell'atmosfera è più luminoso dello spazio.

    "La luminosità del cielo limita fondamentalmente ciò che possiamo vedere, e guida il nostro bisogno di andare al passo successivo:osservazioni dallo spazio, "Lo scienziato solare di Goddard Jeff Newmark ha detto. Insieme, Gopalswamy e Newmark stanno guidando la squadra che invia BITSE al cielo, un passo più vicino allo spazio, dove non c'è luce di fondo che interferisce.

    Una vera missione collaborativa, BITSE presenta ampi contributi sia della NASA che di KASI. La NASA ha fornito l'ottica principale, meccanico, indicando, comunicazioni, e assemblaggi di gondole, così come la gestione complessiva e il lancio della missione, mentre KASI ha fornito la ruota portafiltri, computer dello strumento e sistema di telecamere, tra gli altri contributi.

    obiettivi alti

    Alla fine del volo di BITSE, i tecnici del sito di Fort Sumner invieranno comandi di terminazione, dando il via a una sequenza che separa lo strumento e il pallone, dispiega il paracadute dello strumento, e fora il palloncino. Un aeroplano in volo sorveglierà i momenti finali del pallone, e comunica la posizione di BITSE. Ore dopo, lontano da dove è iniziato, il coronografo si paracaduterà a terra. Un equipaggio guiderà nel deserto per recuperare sia il pallone che il BITSE alla fine della giornata.

    I dati del volo di BITSE saranno utili per i modelli che gli scienziati usano per prevedere il tempo spaziale. Ma il team esaminerà il volo per convalidare il design e le prestazioni di BITSE in un ambiente vicino allo spazio. Dalla loro campagna sul campo osservando l'eclissi solare dell'agosto 2017 al volo in mongolfiera di quest'anno e, infine, volo spaziale, la squadra ha continuato a puntare sempre più in alto.


    © Scienza https://it.scienceaq.com