성간 매핑 및 가속도 프로브

Interstellar Mapping and Acceleration Probe
성간 매핑 및 가속도 프로브
Interstellar Mapping and Acceleration Probe.jpg
태양권 경계를 이미징하는 IMAP의 아티스트 개념.
이름IMAP
미션 타입태양권 연구
교환입니다.응용물리학연구소
COSPAR ID Edit this at Wikidata
웹 사이트https://imap.princeton.edu/
미션 기간3년 (예정)[1]
우주선 속성
제조원응용물리학연구소
임무 개시
발매일2025년 2월 1일 (예정)
로켓팔콘 9블록 5[3]
발사장소CCSFS, LC-40
청부업자스페이스X
궤도 파라미터
레퍼런스 시스템지구 중심 궤도
정권헤일로 궤도(L1)
인스트루먼트
10개의 악기

성간 매핑 및 가속 탐사선(IMAP)은 태양권 내에서 두 개의 중요하고 결합된 과학 주제인 에너지 입자의 가속과 태양풍과 국부적인 성간 매체의 상호작용을 동시에 조사하는 태양물리학 미션입니다.이 과학 주제들은 내부 태양권에서 가속된 입자들이 외부 태양권 상호작용에서 중요한 역할을 하기 때문에 결합되어 있다.2018년, NASA는 현재 [2][4]2025년 2월에 발사될 예정인 이 임무를 수행할 프린스턴 대학의 데이비드 J. 맥코마스가 이끄는 팀을 선발했다.IMAP은 태양-지구 L1 라그랑주 지점 궤도에 있는 태양 추적 스핀 안정화 위성이며, 과학 페이로드가 10개이다.IMAP은 또한 우주 기상 예측에 사용할 수 있는 실시간 현장 데이터를 지속적으로 방송할 것이다.

솔라 지상 탐사선 프로그램에서 TIME, 히노데, STEREO,[4] MMS에 이어 다섯 번째 임무로 선정된 것이다.

과학

높은 에너지까지 충전된 입자의 가속은 별, 자기권, 블랙홀, 중성자 별, 초신성 잔재, 그리고 다른 장소에서 일어나는 우주 어디에나 있습니다.이 가속화의 이면에 있는 정확한 프로세스는 잘 알려져 있지 않습니다.에너지 입자와 벌크 열 플라즈마 사이에 에너지를 가진 중간 초열 입자가 있습니다.이러한 입자들이 어떻게 에너지를 받고 에너지 입자의 종자 집단을 형성하는지 이해하는 것은 IMAP에서 조사할 과학 주제 중 하나입니다.

태양풍과 그와 관련된 자기장은 태양권이라고 불리는 성간 공간에서 거품을 불어냈다.IMAP는 태양풍이 은하의 다른 부분으로부터 온 물질과 충돌하는 태양권 경계를 연구할 것이다.IMAP는 Energy Neutral Atoms(ENA)를 사용하여 태양계 내부에서 이 상호작용 영역을 촬영합니다.또한 IMAP는 성간 매체의 중성 입자가 상대적으로 수정되지 않은 채 태양권을 통과하기 때문에 직접 측정할 것입니다.

IMAP의 과학 목표는 IMAP 기회 발표에 명시된 4가지 과학 목표를 기반으로 합니다([5]내부 외부 참조).

  • 국소성간매질(LISM)의 구성과 특성에 대한 이해를 향상시킵니다.
  • 태양풍과 성간 매체가 상호작용하는 경계 영역의 시간적, 공간적 진화에 대한 이해를 높인다.
  • 태양과 LISM의 자기장 상호작용과 관련된 프로세스를 식별하고 이해도를 높입니다.
  • 태양 근처, 태양권 및 태양권에서의 입자 주입 및 가속 프로세스를 식별하고 이해시킵니다.

미션

프로필

발사 후, 이 우주선은 지구에서 태양 쪽으로 약 150만 킬로미터 (930,000 mi) 떨어진 곳에 첫 번째 라그랑주 지점이라고 불리는 지점까지 이동하는데 수개월이 걸릴 것이다.그리고 나서 우주선은 선상 추진력을 사용하여 L1 주변의 약 10° x 5° Lissajous 궤도에 삽입하게 되는데, 이는 Advanced Composition Explorer(ACE)의 궤도와 매우 유사하다.기본 임무는 3년이지만, 모든 소모품은 5년 [6]이상의 수명 동안 설계됩니다.

우주선

IMAP은 10개의 계측기를 갖춘 단순한 스핀 안정형(최대 4RPM) 우주선입니다.매일의 자세 조작은, 태양으로부터 몇도 떨어져 있는 태양풍의 방향을 회전축과 (태양 어레이가 있는) 상단 갑판이 가리키도록 하기 위해서 사용됩니다.L1 Lissajous 궤도에서는 통신 안테나와 함께 후면 갑판이 지구를 [6]거의 가리키고 있습니다.

인스트루먼트

1AU에서의 이온 및 에너지 중성 원자(인셋)에 대한 입자 에너지 스펙트럼 및 해당 입자 모집단과 IMAP 기기 범위.

IMAP의 10개 계측기는 1) 에너지 중성 원자 검출기(IMAP-Lo, IMAP-Hi 및 IMAP-Ultra), 2) 하전 입자 검출기(SWAPI, SWE, CoDICE 및 HIT), 3) 기타 조정 측정기(MAG, IDEX, GL)의 세 가지 범주로 그룹화할 수 있습니다.

여기(상단 패널)는 3년 동안 Advanced Composition Explorer(ACE)에 탑재된 여러 기기에 의해 1AU에서 측정된 산소 형광으로, 점진적이고 충동적인 태양 에너지 입자(SEP), 코로테이션된 상호 작용 영역(CIR), 비정상 우주선(ACR) 및 은하 우주선에 대해 얻은 대표적인 입자 스펙트럼이다.(GCRs), 및 (상단 패널 삽입) Voyager의 상황 관측과 Cassini의 원격 ENA 관측을 사용하여 Voyager 1 방향의 이온 플럭스 -Huygens and Interstellar Boundary Explorer(IBEX; 성간 경계 탐색기) (중간 패널) SWAPI, CoDICE 및 HIT는 모든 주요 태양풍 종(핵심과 할로), 성간 및 내부 소스 픽업 이온, 초수온, 에너지 및 가속 이온, SEP, AC, 행성간 충격에 대한 포괄적인 구성, 에너지 및 각도 분포를 제공합니다.SWE, CoDICE 및 HIT는 또한 최대 1MeV의 [6]에너지 및 상대론적 전자뿐만 아니라 태양풍 이온과 전자핵, 후광, 스트라의 에너지 및 각도 분포를 제공합니다.

IMAP-Lo

IMAP-Lo는 황도 경도 180° 이상 추적된 ISN 원자(H, He, O, Ne, D)의 에너지 및 각도 분해능 측정값과 ENA H 및 O의 에너지 분해능 글로벌 맵을 제공하는 단일 픽셀 중성 원자 이미저입니다.IMAP-Lo는 IBEX 상의 IBEX-Lo의 전통을 가지고 있지만 훨씬 더 큰 수집 [6]능력을 제공합니다.

IMAP-Hi

IMAP-Hi는 2개의 동일한 단일 픽셀의 고에너지 ENA Imager로 구성되어 있습니다.ENA Imager는 외부 태양권으로부터의 H, He 및 무거운 ENA를 측정합니다.각 IMAP-Hi 이미저는 IBEX-Hi ENA 이미저와 디자인이 매우 유사하지만 해상도, 스펙트럼 범위 및 수집 능력을 크게 향상시킬 수 있는 주요 수정 사항을 포함합니다.이 계측기는 또한 ENA [6]종 식별을 위한 비행 시간(TOF) 시스템을 통합한다.

IMAP-Ultra

IMAP-Ultra 계측기는 주로 ~3 ~ 300 keV 사이의 H 원자에서 생성되는 ENA의 방출을 촬영하지만 He와 O의 기여에도 민감합니다.Ultra는 목성과 가니메데로 향하는 유럽우주국의 목성 얼음 달 탐사선(JUICE)의 임무를 위해 개발된 목성 에너지 중성 이미저와 거의 동일하다.Ultra의 JENI와의 주요 차이점은 IMAP 스핀 축에 수직으로 마운트된 복사본(Ultra90)과 더 나은 스카이 커버리지를 위해 반태양 스핀 축에서 45°에 마운트된 복사본(Ultra45)을 사용하는 것, 그리고 뒷면 MCP를 덮는 약간 두꺼운 UV 필터 포일을 사용하여 성간과 관련된 배경을 줄이는 것입니다.엘라 라이먼 알파 [6]광자

태양풍 및 픽업 이온(SWAPI)

태양풍 및 픽업 이온(SWAPI) 계측기는 태양풍+ H와++ He, 그리고+ 성간 He와+ H 픽업 이온(PUI)을 측정합니다.SWAPI는 New Horizons Solar Wind Around Pluto (SWAP) 기구와 거의 동일합니다.SWAPI는 SWAP를 단순화한 것으로, SWAP의 지연 전위 분석기를 제거함으로써 전송이 현저하게 증가하고 감도가 향상되어 PUI [6]관찰이 더욱 강화됩니다.

태양풍 전자(SWE)

태양풍 전자(SWE) 계측기는 1 eV에서 5 keV까지 태양풍 열전자와 초열전자의 3D 분포를 측정합니다.SWE는 기존의 Ulysses/SWOOPS, ACE/SWEPAM 및 Genesis/GEM 계측기를 기반으로 하며, Van Allen Probes/HOPE를 기반으로 업데이트된 전자 장치를 통해 L1에서 태양풍 전자를 측정하도록 최적화되어 ENA 측정의 컨텍스트를 제공하고 국지적인 태양풍 관측 구조를 이해할 수 있도록 합니다.가속 및 [6]전송에 영향을 줄 수 있습니다.

콤팩트 이중 이온 조성 실험(CoDICE)

Compact Dual Ion Composition Experiment(CoDICE; 콤팩트 이중 이온 구성 실험)는 콤팩트하고 결합된 계측기에서 두 개의 개별 에너지 범위에서 하전 입자를 측정합니다.CoDICELo는 3D 속도 분배 함수(VDF)와 ~0.5~80 keV/q 이온의 이온 충전 상태 및 질량 구성을 측정하기 위한 비행 시간 대 에너지(TOF/E) 서브시스템을 갖춘 정전 분석기입니다.CoDICEHI는 일반적인 TOF/E 하위 시스템을 사용하여 ~0.03~5 MeV/nuc 이온과 ~20~600 keV [6]전자의 질량 구성과 도달 방향을 측정합니다.

고에너지 이온 망원경(HIT)

고에너지 이온 망원경(HIT)은 실리콘 고체 검출기를 사용하여 ~2 ~ 40 MeV/nuc의 종 의존 에너지 범위에서 H-Ni 이온의 원소 구성, 에너지 스펙트럼, 각도 분포 및 도착 시간을 측정합니다. HIT는 주로 태양 지상관측소(Solar Terror Streatory)의 저에너지 망원경(LET)을 기반으로 합니다.O)는 큰 지오메트리 팩터로 풀 스카이 커버리지를 제공합니다.HIT 표시 영역의 일부도 0.5~1.0 MeV [6]전자를 측정하도록 최적화되어 있습니다.

자기계(MAG)

IMAP 자기계(MAG)는 3D 행성간 자기장을 측정하는 동일한 삼축 플럭스게이트 자기계 쌍으로 구성됩니다.두 자력계는 모두 1.8m 붐에 장착되며, 하나는 끝단에 장착되고 다른 하나는 중간 위치에 장착됩니다.이 구성은 그라데모리를 통해 우주선 자기장을 동적으로 제거함으로써 우주선 자기장이 계측기 측정에 미치는 영향을 줄입니다.MAG는 자기권 멀티스케일 임무 [6]자력계를 기반으로 합니다.

성간 먼지 실험(IDEX)

성간 먼지 실험(IDEX)은 성간 먼지 입자의 원소 성분, 속도 및 질량 분포를 제공하는 고해상도 먼지 분석기입니다.IDEX의 센서 헤드는 유효 타깃 영역(700cm2[110평방인치])이 넓기 때문에 통계적으로 유의한 먼지 영향 횟수([6]연간 100회 이상)를 수집할 수 있습니다.이 기구는 콜로라도 대학 [7]볼더에 있는 대기 및 우주 물리학 연구소(LASP)에서 만들어졌습니다.

글로벌 태양풍 구조(GLOWS)

GLOWS(Global Solar Wind Structure) 계측기는 수소(Lyman-alpha 라인 121.6nm[4.79×10in−6])와 헬륨(58.4nm[2.30×10in−6])의 태양권 공명 후방 산란 빛을 측정합니다.GLOWS는 두 개의 개별 검출기(LαD 및 HeD)로 구성되어 있으며, IMAP 스핀 축에 대해 다른 각도로 시선 방향이 지정된다.Lyman-α 검출기(LαD)는 NASA TWINS 임무의 LαD와 거의 동일하며, HeD는 새로운 단색 [6]장치를 사용합니다.

통신

일반적으로 IMAP는 NASA Deep Space Network(DSN; 딥 스페이스 네트워크)를 통해 매주 2회 4시간 동안 연락을 취합니다.이것은 어떤 명령어도 업로드하고, 일주일치 과학 자료와 하우스키핑도 다운로드하고, 항해에 필요한 우주선 범위 설정을 수행하기에 충분하다.DSN은 우주선을 운용하는 존스홉킨스대학 응용물리학연구소의 IMAP 미션 오퍼레이션 센터(MOC)와 통신합니다.모든 과학 및 보조 데이터는 MOC를 통해 LASP의 [7]SOC(Science Operations Center)로 전달됩니다.LASP의 IMAP SOC는 계측기의 계획, 명령, 상태 및 상태 모니터링, 이상 대응 및 지속 엔지니어링 등 계측기 작업의 모든 측면을 담당합니다.SOC는 또한 데이터 보정, 검증 및 예비 분석을 포함한 과학 데이터 처리, 배포, 아카이브 및 IMAP 데이터 관리 계획 유지도 담당합니다.과학 데이터는 각 계측기 팀이 제공·관리하는 알고리즘, 소프트웨어, 교정 데이터를 이용해 중앙에서 생산된다.

모든 과학 및 기타 데이터는 NASA 일물리학 과학 데이터 관리 정책을 준수하는 개방형 데이터 정책을 통해 실용적으로 신속하게 일물리학 커뮤니티와 공유됩니다.NASA Space Physical Data Facility(SPDF)는 IMAP의 최종 아카이브입니다.SPDF에 정기적으로 데이터를 전송하여 데이터를 CDAWeb([6]Coordinated Data Analysis Web) 사이트를 통해 이용할 수 있도록 합니다.

우주 기상 데이터

IMAP은 "IMAP Active Link for Real-Time" 또는 I-ALiRT를 통해 중요한 실시간 우주 기상 데이터를 제공합니다.IMAP은 DSN과 접촉하지 않을 때 I-ALiRT용 과학 데이터의 작은 부분 집합(500비트/초)을 전 세계 지원 지상국에 지속적으로 브로드캐스트합니다.DSN 트랙 동안 비행 시스템은 최대 속도 과학 데이터 스트림에 우주 기상 데이터를 포함하며, MOC가 DSN으로부터 수신하여 SOC로 전송합니다.두 경우 모두 SOC는 이러한 실시간 관측 결과를 처리하여 우주 기상 커뮤니티에 필요한 데이터 제품을 생성합니다.데이터에는 현재 Advanced Composition Explorer(ACE)에 의해 제공되는 중요한 파라미터가 모두 포함되지만 매우 높은 타이밍에 새로운 주요 파라미터가 [6]몇 가지 포함되어 있습니다.

관리

이것은 나사의 태양 탐사선 프로그램의 [8]다섯 번째 임무이다.메릴랜드 그린벨트에 있는 NASA 고다드 우주 비행 센터의 태양물리학 프로그램 사무소는 워싱턴 D.C.에 있는 태양물리학 과학 부서의 STP 프로그램을 관리하고 있습니다.

이 임무의 주요 조사관은 프린스턴 대학의 데이비드 J. 맥코마스이다.메릴랜드주 로렐에 있는 존스 홉킨스 대학의 응용 물리학 연구소가 프로젝트 [4]관리를 제공합니다.

이 미션은,[9] 케이프 커내버럴 스페이스 포스 스테이션(CCSFS)에 있는 케이프 커내버럴 스페이스 론치 컴플렉스 40(SLC-40)에서 스페이스 X 팔콘 9의 발사체 발사에 드는 비용을 제외하고, 5억 6400만달러의 비용이 든다.2020년 4월 현재, 이 임무의 예비 총 비용은 7억770만 달러에서 7억7630만 [1]달러로 추정된다.

기회의 임무

NASA는 IMAP 우주선 아래에 EELV 보조 페이로드 어댑터(ESPA) (진화 소모품 발사체) 그란데 링을 장착할 계획이며, IMAP [5]발사와 함께 4, 5개의 보조 페이로드가 탑승할 수 있는 기회를 제공할 것이다.secondary payload의 전개는, Earth-Sun L1 Lagrange 포인트로의 전송 궤도에의 IMAP 전개 후에 행해집니다.일부 슬롯은 과학 미션 디렉터의 다른 부서에서 사용할 수 있으며, 다른 정부 기관에서 사용할 수 있습니다.제3차 독립형 기회 통지(SALMON-3) 프로그램 요소 부록(PEA)의 일환으로 태양물리학 과학 부서를 위한 두 가지 기회가 경쟁되었으며, 2018년 11월 30일에 제안될 예정이다.단계 A 연구의 선정은 [needs update]2019년에 발표되어야 한다.

과학의 기회

2018년 태양물리학 기회과학 임무(MoO)의 기회 발표에는 IMAP ESPA 그란데를 사용하여 보조 페이로드(payload)를 발사하기 위한 SCM(Small Complete Mission)을 제안하는 옵션이 포함되었습니다.ESPA Grande 링 상의 최대 2개의 포트를 Science Moos에 할당할 수 있습니다.payload는 NPR 8705.[10]4에서 정의된 클래스 D로 지정됩니다.

TechDemo 영업 기회

2018년 태양물리학 기술 시연(TechDemo) 기회 미션(Missions of Opportunity) 발표에서는 NASA의 태양물리학 과학 목표와 목표를 크게 발전시킬 수 있는 혁신적인 매체 기술 준비 수준(TRL) 기술의 우주 비행 시연에 대한 SCM 제안을 요청했습니다.비행에 대한 TechDemo 조사는 IMAP 미션과 함께 보조 페이로드로 제안되어야 합니다.ESPA Grande 링 상의 최대 2개의 포트를 TechDemo에 할당할 수 있습니다.payload는 NPR 8705.4에서 정의된 클래스 D로 지정됩니다.다운[clarification needed] 셀렉션은 2020 [11]회계연도 3분기를 목표로 하고 있습니다.[needs update]

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ a b "GAO-20-405, NASA: Assessments of Major Projects" (PDF). Government Accountability Office. 29 April 2020. p. 39. Retrieved 30 April 2020. Public Domain 이 문서에는 퍼블릭 도메인에 있는 이 소스로부터의 텍스트가 포함되어 있습니다..
  2. ^ a b Fox, Karen (11 December 2020). "NASA Adjusts IMAP Schedule to Accommodate COVID-19 Precautions". NASA. Retrieved 14 December 2020. Public Domain 이 문서에는 퍼블릭 도메인에 있는 이 소스로부터의 텍스트가 포함되어 있습니다..
  3. ^ "NASA Awards Launch Services Contract for IMAP Mission" (Press release). NASA. 25 September 2020. Retrieved 25 September 2020.Public Domain 이 문서에는 퍼블릭 도메인에 있는 이 소스로부터의 텍스트가 포함되어 있습니다..
  4. ^ a b c "NASA Selects Mission to Study Solar Wind Boundary of Outer Solar System". NASA. 1 June 2018. Retrieved 5 June 2018. Public Domain 이 문서에는 퍼블릭 도메인에 있는 이 소스로부터의 텍스트가 포함되어 있습니다..
  5. ^ a b "Announcement of Opportunity for Interstellar Mapping and Acceleration Probe" (PDF). NASA. 1 September 2017. Retrieved 8 January 2019. Public Domain 이 문서에는 퍼블릭 도메인에 있는 이 소스로부터의 텍스트가 포함되어 있습니다..
  6. ^ a b c d e f g h i j k l m n o McComas, D.J. (December 2018). "Interstellar Mapping and Acceleration Probe (IMAP): A New NASA Mission". Space Science Reviews. 214 (8): 116. Bibcode:2018SSRv..214..116M. doi:10.1007/s11214-018-0550-1. hdl:1721.1/118798.
  7. ^ a b "Quick Facts: Interstellar Mapping and Acceleration Probe (IMAP)". LASP. Retrieved 23 June 2022.
  8. ^ "Solar Terrestrial Probes". science.nasa.gov. NASA. Retrieved 5 June 2018. Public Domain 이 문서에는 퍼블릭 도메인에 있는 이 소스로부터의 텍스트가 포함되어 있습니다..
  9. ^ "NASA Awards Launch Services Contract for IMAP Mission". NASA. 25 September 2020. Retrieved 25 September 2020. Public Domain 이 문서에는 퍼블릭 도메인에 있는 이 소스로부터의 텍스트가 포함되어 있습니다..
  10. ^ "Announcement of Opportunity for 2018 Heliophysics Science Mission of Opportunity" (PDF). NASA. 26 September 2017. Retrieved 9 January 2019. Public Domain 이 문서에는 퍼블릭 도메인에 있는 이 소스로부터의 텍스트가 포함되어 있습니다..
  11. ^ "Announcement of Opportunity for 2018 Heliophysics Technology Demonstration Mission of Opportunity" (PDF). NASA. Retrieved 9 January 2019. Public Domain 이 문서에는 퍼블릭 도메인에 있는 이 소스로부터의 텍스트가 포함되어 있습니다..

외부 링크

  • 공식 웹사이트 - 프린스턴 IMAP 공식 사이트
  • ACE 홈 - Caltech ACE 공식 사이트
  • IMAP 퀵 팩트 - 콜로라도 대학, Boulder IMAP 페이지
  • 일물리학 - NASA 일물리학 공식 웹 페이지