NASA火箭任务将于2021年5月26日发射,将研究通过地球电离层逃逸的无线电波,这些无线电波会影响GPS和地球同步卫星周围的境,例如用于天气监测和通信的卫星。

一种由猎鹰改良的马利姆特次轨道探空箭从NASA的瓦勒普斯飞行设施发射,将搭载Vlf跨电离层传播实验火箭(VIPER)。这次任务定于5月26日星期三晚上9点15分进行。发射窗口时间是美国东部时间晚上9点15分到午夜,备用日期是5月27-28日。这次发射可能在西洋中部地区可见。


一种改进的猎犬探空火箭
影像来源:NASA Wallops

VIPER正在研究通过自然(例如闪电)和人工手段产生的超低频无线电波(VLF)。在白天,这些波被地球的电离层捕获或吸收。但是,到了晚上,一些波通过电离层逃逸,并加速范艾伦辐射带中的电子。

“在晚上,底层的电离层密度较小,并且更多的VLF能漏出,沿着地球磁场线传播,最终与范艾伦辐射带中捕获的高能电子相互作用。”加州大学伯克利分校的首席研究员约翰·邦内尔(John Bonnell)博士说。

“这些高能电子通量带覆盖了离地球很远的距离,从近到14300英里的高度(约4.4个地球半径)到23500英里的高度(约7个地球半径)。GPS卫星的轨道约为4.4地球半径,地球同步卫星约为6.6地球半径。因此,在这些轨道上的卫星经常被范艾伦辐射带吞没,不得不忍受这些高能粒子对电子和材料的影响。”邦内尔说。


该图显示了VLF吸收的高度曲线,与局部等离子体密度乘以电子中性碰撞频率成正比。蓝色剖面图显示与VIPER有关的夜间条件,红色剖面图显示白天条件。
影像来源:科罗拉多大学博尔德分校/Robert Marshall

除了在VIPER飞过感兴趣的区域时进行的现场测量外,该任务还将使用许多地面系统,包括缅因州、北卡罗来纳州、乔治亚州、科罗拉多州和弗吉尼亚州的系统。

VIPER通过对VLF电磁场和电离层中吸收层和反射层以下和以上的VLF电磁场和电离层的特性进行精确测量,VIPER提供了一个新的数据集,用于与现有的电磁场和电离层数值模型以及过去在高空和地面上对逸出的VLF辐射的观测进行比较。

“令人惊讶的是,虽然已经对VLF的吸收/反射/透射进行了许多地面和轨道观测,但在所有行动发生的区域内还没有任何测量。”邦内尔说。“虽然我们有很好的模型来预测这些区域的情况,但实际测量是确定这些模型细节的关键,也是开发探索更具挑战性区域所需仪器的关键。”

两段式梗犬改良型马利姆特火箭将VIPER有效载荷运送到大约94英里的高度,然后下降并降落在大西洋中。 有效负载将无法恢复。

NASA的范艾伦探测器发现覆盖地球的人造气泡。视频链接:https://svs.gsfc.nasa.gov/12591

从发射当天晚上8点55分开始,这次任务的现场报道将在Wallops IBM视频网站(以前的Ustream)上发布。

瓦勒普斯的NASA访客中心将不会开放供发射观看。

参考来源:

https://www.nasa.gov/wallops/2021/feature/nasa-rocket-mission-studying-escaping-radio-waves

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