L'astrofisico di Princeton David McComas sarà il ricercatore principale per l'Interstellar Mapping and Acceleration Probe (IMAP), una missione lanciata nel 2024 per indagare sull'eliosfera, la regione in cui le particelle che fuoriescono dal sole ritagliano una bolla nel mezzo interstellare. IMAP orbiterà intorno al sole in L1, un milione di miglia al sole dalla Terra, dove sarà al di fuori dell'involucro protettivo del campo magnetico terrestre (mostrato qui in blu). Credito:team IMAP
L'astrofisico di Princeton David McComas sarà il principale investigatore di una missione scientifica per campionare, analizzare e mappare le particelle in streaming sulla Terra dal sole e dai bordi dello spazio interstellare. Presenta gli obiettivi e lo stato della missione alla riunione del Comitato internazionale per la ricerca spaziale (COSPAR) oggi a Pasadena, California.
Il lancio è previsto nel 2024, la missione Interstellar Mapping and Acceleration Probe (IMAP) indagherà sull'eliosfera, che circonda e protegge il nostro sistema solare, I funzionari della NASA hanno annunciato il 1 giugno.
Nella regione di confine dell'eliosfera a forma di bolla, il vento solare - il flusso costante di particelle che si spingono in tutte le direzioni dal nostro sole - si scontra con le particelle del mezzo interstellare, lo spazio non proprio vuoto tra le stelle. La maggior parte delle radiazioni cosmiche dannose è protetta da questo confine; IMAP raccoglierà e analizzerà le particelle che lo attraversano, così come altri che vengono generati in questa regione critica.
"IMAP indaga simultaneamente su due delle questioni più importanti dell'eliofisica odierna:l'accelerazione delle particelle energetiche e l'interazione del vento solare con il mezzo interstellare, " ha detto McComas, professore di scienze astrofisiche e vicepresidente del Princeton Plasma Physics Labratory.
La missione da 492 milioni di dollari includerà una suite di 10 strumenti che lavoreranno insieme per risolvere questioni scientifiche sul vento solare e sul mezzo interstellare, dal semplice - cosa c'è esattamente là fuori? - al complesso:come interagiscono le particelle solari con le particelle interstellari, e come si evolve questa interazione nel tempo e nello spazio?
IMAP raccoglierà anche dati su come i raggi cosmici vengono filtrati dall'eliosfera. Queste particelle rappresentano rischi per gli astronauti e i sistemi tecnologici, e può svolgere un ruolo nella presenza della vita stessa nell'universo.
Gran parte della protezione della Terra dalle radiazioni cosmiche avviene a causa dell'eliosfera, disse Dennis Andrucyk, vice amministratore associato per la direzione della missione scientifica della NASA a Washington, D.C. "IMAP è fondamentale per ampliare la nostra comprensione di come funziona questo 'filtro cosmico'. Le implicazioni di questa ricerca potrebbero andare ben oltre la considerazione degli impatti terrestri mentre cerchiamo di inviare gli esseri umani nello spazio profondo".
IMAP orbiterà intorno a un punto a circa un milione di miglia verso il sole della Terra nel primo punto di LaGrange (L1), una posizione astronomica in cui l'attrazione gravitazionale del sole è bilanciata con quella della Terra. IMAP starà tra il sole e la Terra, consentendo ad alcuni strumenti di esaminare le particelle del vento solare in situ mentre altri mappano le zone più remote del sistema solare.
La missione è progettata per raggiungere i suoi obiettivi di base entro i primi due anni, ma ha abbastanza energia e materiali di consumo per sopravvivere almeno cinque anni a L1, per consentire ritorni scientifici ancora maggiori.
L'astrofisico di Princeton David McComas sarà il ricercatore principale per IMAP, una missione scientifica da 492 milioni di dollari da campionare, analizzare e mappare le particelle dal sole e dai bordi dello spazio interstellare. Il lancio è previsto nel 2024, la missione Interstellar Mapping and Acceleration Probe indagherà sull'eliosfera, che circonda e protegge il nostro sistema solare. IMAP è un satellite rotante delle dimensioni e della forma di una giostra per bambini, 6,5 piedi di diametro e 2 piedi di altezza (circa 200 cm x 70 cm). Tutti gli strumenti scientifici funzioneranno continuamente mentre ruota nello spazio quattro volte al minuto. I 10 strumenti su IMAP sono "patrimonio elevato, strumenti a prova di volo", il che significa che sono molto simili agli strumenti usati con successo in una o più missioni precedenti. Tre degli strumenti - IMAP-Lo, IMAP-Hi e IMAP-Ultra - utilizzeranno atomi neutri energetici per "vedere" le particelle dall'eliosfera invisibile e oltre. I sensori saranno calibrati nelle stesse strutture di strumenti simili delle precedenti missioni, consentendo a IMAP di costruire dal set di dati che si è accumulato dal 2008. I tre strumenti IMAP hanno una risoluzione più elevata e molte volte il potere di raccolta delle missioni precedenti (in media, 15 volte, 25 volte e 35 volte, rispettivamente, per i tre strumenti). Cinque strumenti -- CoDICE, COLPIRE, MAG, SWAPI e SWE - misureranno diversi componenti del vento solare e particelle energetiche che consentiranno la comprensione dettagliata dell'accelerazione delle particelle, oltre a fornire dati in tempo reale sulla meteorologia spaziale in direzione della Terra. Gli altri due strumenti, IDEX e GLOWS, esaminerà la polvere interstellare e le radiazioni ultraviolette. Credito:team IMAP
Incontra IMAP
IMAP è un satellite rotante delle dimensioni e della forma di una giostra per bambini, 6,5 piedi di diametro e 2 piedi di altezza (circa 200 cm x 70 cm). Tutti gli strumenti scientifici funzioneranno continuamente mentre ruota nello spazio quattro volte al minuto. I 10 strumenti su IMAP sono "patrimonio elevato, strumenti a prova di volo", il che significa che sono molto simili agli strumenti usati con successo in una o più missioni precedenti.
Tre degli strumenti:IMAP-Lo, IMAP-Hi e IMAP-Ultra:utilizzeranno atomi energetici neutri per "vedere" le particelle dall'eliosfera invisibile e oltre. I sensori saranno calibrati nelle stesse strutture di strumenti simili delle precedenti missioni, consentendo a IMAP di costruire dal set di dati che si è accumulato dal 2008. I tre strumenti IMAP hanno una risoluzione più elevata e molte volte il potere di raccolta delle missioni precedenti (in media, 15 volte, 25 volte e 35 volte, rispettivamente, per i tre strumenti).
Cinque strumenti:CoDICE, COLPIRE, MAG, SWAPI e SWE:misureranno diversi componenti del vento solare e particelle energetiche che consentiranno la comprensione dettagliata dell'accelerazione delle particelle, oltre a fornire dati in tempo reale sulla meteorologia spaziale diretta verso la Terra.
Gli altri due strumenti, IDEX e GLOWS, esaminerà la polvere interstellare e le radiazioni ultraviolette.
In qualità di investigatore principale per l'intera missione IMAP, McComas is leading the team that includes scientists from 24 institutions in the United States, Germania, Polonia, Switzerland and Japan. He is also the lead investigator for the SWAPI instrument.
"The IMAP science team consists of many of the world's leaders in instrumentation, data analysis, theory and modeling, and understanding of the global heliosphere, " McComas said. Together, IMAP's 10 instruments will provide "the first comprehensive in-situ and remote global observations to discover the fundamental physical processes that control our solar system's evolving space environment."
Focus on the IMAP instruments
IMAP-Lo, a single-pixel neutral atom imager mounted on a pivot platform, will measure low-energy (5-1000 eV) interstellar neutral atoms of hydrogen, elio, ossigeno, neon and deuterium.
The 10 instruments aboard the Interstellar Mapping and Acceleration Probe will investigate the heliosphere under the leadership of Princeton astrophysicist David McComas:IMAP-Lo, a single-pixel neutral atom imager mounted on a pivot platform, will measure low-energy (5-1000 eV) interstellar neutral atoms of hydrogen, elio, ossigeno, neon and deuterium.IMAP-Hi has two single-pixel imagers that will measure mid-energy neutral atoms (0.4-15.6 keV) at 4° angular resolution.IMAP-Ultra's two identical imagers will use slit optics to cover three-quarters of the full celestial sphere with each spin. It will measure high-energy (3-300 keV) neutral atoms with 2° resolution.The Compact Dual Ion Composition Experiment (CoDICE) will measure the composition and movement of two broad energy ranges of ions simultaneously, to advance our understanding of particle acceleration in the heliosphere.The High-energy Ion Telescope (HIT) is a spectrometer that will inventory the charge, energia, orientation and mass of ions from hydrogen to nickel, to determine whether they originate in the solar wind or the interstellar medium.MAG, a pair of identical magnetometers, will measure the local interplanetary magnetic field and provide new insights into the waves and turbulence of the solar wind's plasma.The Solar Wind Electron (SWE) instrument will measure the 3-dimensional distribution of thermal and suprathermal electrons (1 eV-5 keV). SWE is optimized to detect in-situ solar wind electrons at L1 to understand the solar wind structures and provide context for the energetic neutral atom measurements.The Solar Wind and Pickup Ion (SWAPI) instrument, which Princeton's David McComas is the lead investigator for, will measure the solar wind ions as well as hydrogen and helium "pickup ions" from the interstellar medium.The Interstellar Dust Experiment (IDEX) will provide the first accurate in-situ measurements of the flux, size distribution and chemical composition of interstellar dust particles flowing through our solar system.The Global Solar Wind Structure (GLOWS) instrument will measure the ultraviolet glow from interstellar hydrogen and helium, providing ionization, radiation pressure and solar wind measurements and allowing scientists to map out the structure of the solar wind. Credit:IMAP team
IMAP-Hi has two single-pixel imagers that will sweep a circle in the sky with every spin of the rotating satellite. They will measure mid-energy neutral atoms (0.4-15.6 keV) at 4° angular resolution.
IMAP-Ultra consists of two identical imagers using slit optics to cover three-quarters of the full celestial sphere with each spin. It will measure high-energy (3-300 keV) neutral atoms with 2° resolution.
The Compact Dual Ion Composition Experiment (CoDICE) will measure the composition and movement of two broad energy ranges of ions simultaneously, in order to advance our understanding of particle acceleration in the heliosphere.
The High-energy Ion Telescope (HIT) is a spectrometer that will inventory the charge, energia, orientation and mass of ions from hydrogen to nickel, to determine whether they originate in the solar wind or the interstellar medium.
MAG, a pair of identical magnetometers, will measure the local interplanetary magnetic field and provide new insights into the waves and turbulence of the solar wind's plasma.
The Solar Wind Electron (SWE) instrument will measure the 3-dimensional distribution of thermal and suprathermal electrons from 1 eV to 5 keV. SWE is optimized to detect in-situ solar wind electrons at L1 in order to understand the solar wind structures and provide context for the energetic neutral atom measurements.
The Solar Wind and Pickup Ion (SWAPI) instrument, which Princeton's David McComas is the lead investigator for, will measure the solar wind ions as well as hydrogen and helium "pickup ions" from the interstellar medium.
The Interstellar Dust Experiment (IDEX) will provide the first accurate in-situ measurements of the flux, size distribution and chemical composition of interstellar dust particles flowing through our solar system.
The Global Solar Wind Structure (GLOWS) instrument will measure the ultraviolet glow from interstellar hydrogen and helium, providing ionization, radiation pressure and solar wind measurements and allowing scientists to map out the structure of the solar wind.
