캐나다 지우주 모니터링

Canadian Geospace Monitoring
지구 자기권 도식

Canadian Geospace Monitoring(Canadian Geospace Monitoring, CGSM)은 2005년에 시작된 캐나다의 우주 과학 프로그램이다. CGSM은 주로 캐나다 우주국의 자금 지원을 받으며, 이미저, 자오선 스캐닝 광도계, 리오미터, 자력계, 디지털 이오콘드, 고주파수 슈퍼DARN 레이더의 네트워크로 구성된다. CGSM의 가장 중요한 목적은 캐나다의 넓은 지역에 걸쳐 오로어 및 극지방 위도에서 전리권 열역학 및 전기역학의 주피오-임시적 진화에 대한 시놉틱스 관측을 제공하는 것이다.

배경

태양풍과 지구의 자기장 사이의 상호작용은 여러 가지 결과를 낳는다. 간단히 말해서, 이것들은 지상 자석권의 형성, [자기권]에 에너지와 물질의 공급, 그리고 대규모 전류의 동력 및 오로라의 밀접하게 관련된 현상이다. 지구와 가까운 우주의 물리적 과정은 경제적인 이유와 우리가 우리의 환경과 우주에 대해 배울 수 있는 것 때문에 흥미롭다. 이 과정들은 자기장을 따라 지구의 전리층에 연결되어 오로라, 가열, 조성의 변형, 대규모 플라즈마 운동을 일으킨다. 이 모든 전리권 과정은 그 자체로 흥미롭다. 또한, 지구 근거리 공간에서 더 멀리 나아가고 있는 전리권 과정과 프로세스 사이의 관련성에 대한 이해도 증가하고 있다. 이러한 방식으로, 지구 근거리 공간에서의 원격 감지 역학 작용에 전리권 과정 관찰을 사용할 수 있다.

일정한 자기 위도 및 경도의 등고선. 위도 등고선은 65도, 70도, 75도에 해당한다. 지상에서 원격으로 감지할 수 있는 북반구 오로랄 지역의 대부분은 캐나다 상공이다.

이 상호작용은 자기장을 따라 자기장을 따라 비교적 작은 전리권의 영역으로 매핑되고 자기장이 아닌 플라즈마에 의해 주로 제어되는 아우루럴, 오로랄, 극성 위도에서 중요하다. 이 조직은 실제로 지리적 위도보다는 자성에 의한 것이다(자석 대 지리적 좌표에 대한 설명은 Baker와 Wing을 참조).[1] 예를 들어, 오로라는 대략 60도에서 80도 사이의 자기 위도에서 가장 자주 관찰된다(에더[2] 참조). 북반구에서 캐나다는 자기 위도에서 가장 큰 땅덩어리를 가지고 있다. 소위 "캐나다의 장점"이라고 불리는 이 결과, 캐나다는 수십 년 동안 지상에 기반을 둔 오럴과 전리권 연구 분야에서 세계 선두주자가 되었다.

CGSM은 세계적 수준의 전리권 관측을 획득하기 위한 국가 프로그램으로, 수중에 있는 사람들이 직접 전리권역학 및 간접적으로 자기권역학을 연구하도록 계획되었다. 그것은 5대 도전 과학 테마로 구체화된 지도 원리를 가지고 개발되었다. 요약하자면, 과학 테마는 재연결 및 대류 사이클, 자기권 불안정성, 오로라의 형성, 자기권 플라즈마의 가속, 이동 및 상실에 관련된다.

계측기 네트워크에 대한 기술 설명

CGSM 계측기는 캐나다 지상 기반 우주 과학 계측기 네트워크에 대한 지속적인 개선 완료 후 보완한다. 60도에서 80도까지의 일정한 자기위도의 윤곽선을 기록하여 캐나다 상공에 있는 오로라 지방의 큰 부분을 보여준다.

CGSM 과학 목표는 관찰 요건을 규정한다. 간단히 말해서, 이 프로그램은 캐나다의 넓은 지역에 걸쳐 전리층의 입자 강수량(오로라), 전류, 플라즈마 대류를 명시하도록 설계되었다. 이를 위해서는 지상 자력계, 이오콘드레스, 고주파 레이더, 올스카이 이미저, 자오선 스캐닝 광도계 및 리오미터의 네트워크가 필요하다. 더욱이, 이러한 네트워크들은 극지방에서 오로라 존을 거쳐, 아오랄 위도에 걸쳐 겹치는 Fields-of-View를 가지고 있어야 한다. 관찰은 관찰에서 새로운 과학이 도출될 수 있도록 충분한 시간과 공간적 분해능과 충분한 품질(해당 계측기에 따라 품질을 결정하는 것)이어야 한다.

예상 CGSM 이해관계자는 2002년 6월 Edmonton에서 만나 프로그램 계획을 시작했다. 도전적인 원격 환경에 다양한 유형의 수많은 새로운 기기를 배치해야 하는 야심찬 계획이 결정되었다. 이 기구는 장기간 자율적으로 작동해야 하며 고장이 거의 발생하지 않는다. CGSM이 우주 과학 목표 외에도 중요한 우주 기상 프로그램으로 발전하기 위해서는 많은 데이터를 실시간으로 복구해야 할 것이다. 새로운 계기는 기존 및 신규 현장에서 획득, 투입 및 현장 배치해야 한다. 이를 위해 팀은 정보기술 인프라(기본적으로 UPS, GPS, 하드디스크 저장장치 등 부가적인 기능을 갖춘 미화된 근거리 통신망)와 연계해 텔사트 캐나다 HSi 고속위성 인터넷 시스템을 이용하기로 했다. 또한, 팀의 구성원들은 캐나다 혁신 재단에 새로운 악기들을 위한 기금을 신청했고, 모든 분야에서 성공을 거두었다. 그 결과 추가로 8대의 올스카이 이미저, 14대의 플럭스게이트 자기계, 8대의 유도 코일 자기계 및 2대의 SuperDARN 레이더(새로운 "폴라DARN" 레이더)를 전개(아직 진행 중)할 수 있게 되었다. 2002년에 이미 갖춰져 있던 설비(캐나다 우주국의 카노푸스[3] 프로그램, 천연자원 캐나다 CANMOS 자력계 배열, NSERC가 NORSTAR, SuperDARN, CADI 프로그램을 지원함) 외에도 최종 배열이 과학적 요건을 확실히 충족시킬 것이다.

CGSM began formally with the issuing of contracts to teams at the University of Calgary (photometers, riometers, ASIs), the University of Alberta (simulation, data management, fluxgate magnetometers), and the University of Saskatchewan (SuperDARN HF radars with a subcontract to the University of Western Ontario for digital ionosondes), Natural Reso캐나다(우주 날씨 운영), 그리고 국가 연구 위원회(솔라 모니터)를 소집한다. 또한 캘거리 대학은 원격지에서의 정보 기술 관리를 위한 새로운 시스템을 개발했다. 2007년 CSA는 2단계 CGSM의 제안을 요구하였으며, 2007년 10월 20개 이상의 제안서가 제출되었으며, 2008년에는 지속적이고 강화된 CGSM 활동에 대한 계약이 체결되었다.

위성 임무와의 시너지

주요 캐나다 우주 과학 프로젝트, 류(알의 최근 보고서에서.[4]은 CGSM는 독특한 시설에 일부 언급한 사실은 북한의 반구의 대부분은 외딴 장소는 땅에서 캐나다 영톴고 부분적으로 위의 새로운에 실험에 중요한 투자 때문이라고 가늠할 수 있지역 새벽의 때문에 지적했다.2004-2010년 사이에 실현될 구조.

CGSM은 수많은 위성 및 국제 지상 프로그램을 보완한다. 예를 들어 CGSM과 위성 임무 사이의 시너지는 매우 중요하다. 위성은 자기장, 플라스마파, 입자탐지기 등을 이용해 자기권과 전리권에서 작업 중인 플라스마 공정을 직접 측정한다. 그러나 이러한 공정은 정말로 다단계적이며, 중요한 규모의 크기는 킬로미터 이하에서 수만 킬로미터에 이른다. 위성 관찰은 관심의 과정을 직접 보는 우리의 유일한 시선이기 때문에 필수적이다. 동시에, 인공위성은 "건초더미 속의 바늘"과 같다. 왜냐하면 엄청난 크기의 자기권리계와 모든 저울이 전체적인 역학에서 중요한 것처럼 보이기 때문이다.

자기장 선을 따라 전리층에 투영되며, 예를 들어 오로라 및 대규모 전리권 플라즈마 움직임의 변화에서 볼 수 있다. 그래서 우리는 위성 관측에 필수적인 보완을 제공하는 자기권역학의 2차원 사진을 얻는다. 이러한 시너지 효과와 과학 발전에서의 가치는 최근 몇 년간 점점 더 인정받고 있다. 유럽 우주국의 클러스터 임무에는 조정된 지상 기반 관측의 영향을 최대화하는 것을 명시적으로 목적으로 만들어진 지상 기반 작업 그룹이 포함되었다(클러스터 지상 기반 작업 그룹의 영향에 대한 설명은 Amm 등 참조).[5] 2006년 2월 17일 발사된 5개 위성 NASA TEESIS 미션에는 지상 관측소 20개(일부에는 CGSM 자력계 데이터가 통합되어 있음)로 구성된 지상 기반 구성요소가 포함되어 있어 지상 관측의 조정의 중요성을 인식하고 있음을 알 수 있다.

참조

  1. ^ 베이커, K, S. 윙, 높은 위도에서 결합 연구를 위한 새로운 자기 좌표계, J. 지오피스. Res, 94(A7), 9139–9143, 1989.
  2. ^ 에더, 로버트 H, 마제스틱 라이트: 과학, 역사, 예술의 오로라. 워싱턴 DC: 미국 지구물리학 연합. ISBN0-87590-215-4. (323페이지), 1980.
  3. ^ 로스토커 외, 카노푸스 — ISTP/GGS 프로그램인 스페이스 Sci에서 높은 위도 전리층을 원격 감지하기 위한 지상 기반 기기 어레이. Rev, Volume 71, Number 1-4, 페이지 743-760, 1995
  4. ^ 류, W, 외, 태양 및 우주 물리학, 캐나다 국제 생활 시대의 물리학, 61, 1권 2005.
  5. ^ 암, 오, 에프 도노반, H. 프레이, 엠 레스터, R. 나카무라, J. A. 와일드, A. 아이키오, M. 던롭, K. 카우리스티, A. Marchaudon, I. W. McCrea, H. J. Opgenoorts, A. Strømme, 클러스터, 위성 및 지상 기반 데이터를 이용한 지구 우주 환경의 공동 연구: 중간 검토, Annales Geophysicae, 23:2129-2170, 2005.