Per quanto pacifico possa sembrare dalla Terra, lo spazio è afflitto da "condizioni atmosferiche" che possono rivelarsi pericolose per la tecnologia sensibile e costosa a bordo dei veicoli spaziali e dei satelliti che popolano sempre più i regni al di fuori della nostra atmosfera.
Per affrontare questa sfida, i ricercatori del Los Alamos National Laboratory hanno sviluppato il Compact Space Plasma Analyser, un sensore spaziale piccolo ed economico in grado di misurare la meteorologia spaziale, che aiuterà a proteggere la tecnologia in orbita.
"La meteorologia spaziale, che è costituita da particelle cariche provenienti dal sole, presenta una serie di sfide riguardanti la progettazione, lo sviluppo e il funzionamento di satelliti e veicoli spaziali", ha affermato Carlos Maldonado, ricercatore principale del Compact Space Plasma Analyser e ricercatore in il gruppo di scienze spaziali e applicazioni del laboratorio.
"Di particolare interesse per la comunità spaziale sono le interazioni tra i sistemi spaziali che operano in ambienti al plasma, che possono portare a livelli potenzialmente pericolosi di carica differenziale e causare interferenze per il GPS e i segnali di comunicazione."
Un obiettivo di lunga data nella comunità della meteorologia spaziale è quello di migliorare la capacità di prevedere gli eventi meteorologici spaziali con giorni di anticipo, nello stesso modo in cui le previsioni meteorologiche terrestri consentono di anticipare una settimana di sole o neve.
Negli ultimi anni si è assistito a un’enorme crescita delle costellazioni satellitari per applicazioni scientifiche, commerciali e governative. Sebbene gli attuali strumenti meteorologici spaziali forniscano molti dati tempestivi, il ciclo di produzione dei dati è lungo e costoso. Gli strumenti attuali richiedono anche complessi sforzi di assemblaggio oltre a richiedere sistemi di supporto operativo più grandi, più pesanti e più potenti.
Di conseguenza, c'è stata una crescente domanda di strumenti miniaturizzati in grado di fornire dati critici in tempo reale con requisiti minimi di massa, volume e consumo energetico, motivo per cui il team di Los Alamos ha creato il Compact Space Plasma Analyser.
Motivato dai progressi nei CubeSats e dai vincoli fiscali sulla progettazione e sul lancio dei veicoli spaziali, il robusto sensore a basso costo di Los Alamos è stato sviluppato per fornire monitoraggio meteorologico spaziale in tempo reale, supportare la risoluzione delle anomalie dei veicoli spaziali e fornire dati preziosi riguardanti l'ambiente spaziale locale e i veicoli spaziali. carica, che è il risultato diretto delle interazioni delle particelle cariche con i materiali dei veicoli spaziali.
L'analizzatore compatto può essere implementato come carico utile primario su CubeSat o come carico utile ausiliario su veicoli più grandi. Ciò consente l'implementazione di costellazioni di sensori meteorologici spaziali in grado di ottenere misurazioni multipunto dell'ambiente spaziale in funzione di fenomeni spaziali e temporali. Il dispiegamento di una tale costellazione ha il potenziale per migliorare sostanzialmente la nostra comprensione della meteorologia spaziale.
"Le previsioni meteorologiche spaziali consentono potenziali risparmi sui costi dell'ordine di centinaia di milioni in campi che vanno dalle operazioni dei veicoli spaziali all'aviazione fino alle reti elettriche terrestri", ha affermato Maldonado.
Il Compact Space Plasma Analyser può anche fornire una maggiore comprensione dei fenomeni fisici e dei processi del vento solare, della scienza magnetosferica e ionosferica, delle previsioni meteorologiche spaziali locali e della risoluzione delle anomalie dei veicoli spaziali.
Fornito dal Los Alamos National Laboratory
