Le sonde gemelle Van Allen hanno trascorso più di sei anni in orbita attraverso le fasce di radiazione della Terra. I cambiamenti dell'orbita all'inizio del 2019 assicureranno che la navicella spaziale finisca per deorbitare e disintegrarsi nell'atmosfera terrestre. Credito:Scientific Visualization Studio della NASA Goddard
Due duri, resiliente, La navicella spaziale della NASA ha orbitato intorno alla Terra negli ultimi sei anni e mezzo, volare ripetutamente attraverso una zona pericolosa di particelle cariche intorno al nostro pianeta chiamata cinture di radiazioni di Van Allen. Le sonde gemelle Van Allen, lanciato nell'agosto 2012, hanno confermato teorie scientifiche e rivelato nuove strutture e processi in atto in queste regioni dinamiche. Ora, stanno iniziando una nuova e ultima fase della loro esplorazione.
Il 12 febbraio 2019, una delle sonde gemelle Van Allen inizia una serie di manovre di discesa dell'orbita per portare il suo punto più basso dell'orbita, chiamato perigeo, poco meno di 190 miglia più vicino alla Terra. Ciò porterà il perigeo da circa 375 miglia a circa 190 miglia, un cambiamento che posizionerà la navicella spaziale per un eventuale rientro nell'atmosfera terrestre circa 15 anni dopo.
"Affinché le sonde Van Allen abbiano un rientro controllato entro un ragionevole lasso di tempo, dobbiamo abbassare il perigeo, " disse Nelli Mosavi, project manager per le sonde Van Allen presso il laboratorio di fisica applicata Johns Hopkins, o APL, in alloro, Maryland. "Alla nuova altitudine, la resistenza aerodinamica farà cadere i satelliti e alla fine li brucerà nell'atmosfera superiore. La nostra missione è ottenere grandi dati scientifici, e anche per garantire che preveniamo più detriti spaziali in modo che anche le prossime generazioni abbiano l'opportunità di esplorare lo spazio".
L'altra delle due sonde Van Allen seguirà l'esempio a marzo, comandato anche dal team delle operazioni di missione presso l'APL, che ha progettato e costruito i satelliti.
Le sonde Van Allen trascorrono la maggior parte della loro orbita all'interno delle fasce di radiazione della Terra:bande a forma di ciambella di particelle energizzate - protoni ed elettroni - intrappolate nel campo magnetico terrestre. Queste particelle in rapido movimento creano radiazioni che possono interferire con l'elettronica satellitare e potrebbero persino rappresentare una minaccia per gli astronauti che le attraversano durante i viaggi interplanetari. La forma, le dimensioni e l'intensità delle fasce di radiazione cambiano in risposta all'attività solare, il che rende difficile prevedere il loro stato.
Originariamente designati come una missione di due anni, basata sulla previsione che nessun veicolo spaziale potrebbe operare molto più a lungo di quello nelle dure cinture di radiazioni, questi robusti veicoli spaziali hanno operato senza incidenti dal 2012, e continuare a consentire scoperte rivoluzionarie sulle cinture di Van Allen.
"La missione Van Allen Probes ha svolto un lavoro straordinario nel caratterizzare le fasce di radiazioni e nel fornirci le informazioni complete necessarie per dedurre cosa sta succedendo in esse, " ha detto David Sibeck, scienziato di missione per le sonde Van Allen presso il Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, Maryland. "La stessa sopravvivenza di questi veicoli spaziali e di tutti i loro strumenti, praticamente illeso, dopo tutti questi anni è un traguardo e una lezione appresa su come progettare veicoli spaziali".
Ogni navicella spaziale verrà spostata in una nuova, perigeo inferiore di circa 190 miglia sopra la Terra attraverso una serie di cinque bruciature del motore di due ore. Poiché le sonde Van Allen ruotano mentre sono in orbita, le date di queste ustioni dovevano essere scelte con cura. La geometria necessaria si verifica solo una o due volte all'anno:per il veicolo spaziale B, quel periodo cade dal 12 al 22 febbraio di quest'anno, e per il veicolo spaziale A, è l'11-22 marzo.
Dopo aver eseguito manovre di disorbita a febbraio e marzo 2019, le orbite altamente ellittiche delle sonde Van Allen si restringeranno gradualmente nei prossimi 15-25 anni man mano che la navicella sperimenterà la resistenza atmosferica al perigeo, il punto nelle loro orbite più vicino alla Terra. Questa resistenza atmosferica li trascinerà in un'orbita circolare già nel 2034, a quel punto la navicella comincerà ad entrare nell'atmosfera terrestre ea disintegrarsi in sicurezza. Credito:Johns Hopkins APL
Le bruciature del motore utilizzeranno ciascuna circa 4,4 libbre di propellente, lasciando la navicella con abbastanza carburante per mantenere i suoi pannelli solari puntati verso il Sole per circa un altro anno.
"Continueremo a operare e ad ottenere nuova scienza nella nostra nuova orbita finché non avremo esaurito il carburante, a quel punto non saremo in grado di puntare i nostri pannelli solari verso il Sole per alimentare i sistemi di veicoli spaziali, ", ha detto Mosavi.
Durante il loro ultimo anno o giù di lì di vita, le sonde Van Allen continueranno a raccogliere dati sulle fasce di radiazione dinamiche della Terra. E il loro nuovo, i passaggi inferiori attraverso l'atmosfera terrestre forniranno anche nuove informazioni su come l'ossigeno nell'atmosfera superiore della Terra può degradare gli strumenti satellitari, informazioni che potrebbero aiutare gli ingegneri a progettare strumenti satellitari più resistenti in futuro.
"Il veicolo spaziale e gli strumenti ci hanno fornito una visione incredibile delle operazioni dei veicoli spaziali in un ambiente ad alta radiazione, " ha detto Mosavi. "Tutti in missione provano un vero senso di orgoglio e di realizzazione nel lavoro che abbiamo svolto e nella scienza che abbiamo fornito al mondo, anche quando iniziamo le manovre di de-orbita".
