Los investigadores de la Universidad de Alabama en Huntsville UAH se dirigen al espacio en 2018 para medir y comprender mejor los destellos de rayos gamma terrestres TGF que se originan a partir de tormentas eléctricas, un proyecto que brindará experiencia práctica a los estudiantes universitarios de UAH.
En la misión de Análisis y detección de rayos terrestres TRYAD, dos satélites cúbicos clase 3U de 10 x 10 x 30 centímetros, o cubesats, se lanzarán como carga útil secundaria en un cohete grande en una órbita de inclinación de 40 grados400-500 kilómetros sobre la Tierra, dando vueltas en la delgada atmósfera exterior.
El objetivo orbital es pasar el mayor tiempo posible sobre los trópicos y las tierras tropicales, ya que la mayor parte de la actividad de tormentas eléctricas ocurre en el ecuador. La órbita inclinada es necesaria para que los satélites vuelen sobre América del Norte para transmitir datos.
Usando mecanismos de arrastre orbitales, los satélites se separarán en varios cientos de kilómetros. Usando un centelleador de plástico dopado con plomo al 5 por ciento, los satélites emitirán luz azul a ultravioleta de los rayos gamma TGF que golpean el centelleador. Un fotomultiplicador de silicio SiPMel detector recogerá la luz y registrará los datos.
Al trabajar con un centro de observación terrestre, los satélites se triangularán para medir por intensidad los haces creados por la rápida formación de TGF.
"Si estamos en el centro del haz obtendremos muchos rayos", dice el Dr. Michael Briggs, director asistente del Centro de Investigación de Plasma y Aeronáutica Espacial de la UAH CSPAR y principal investigador científico que esel investigador principal del experimento, financiado por una subvención de $ 893,874 de la National Science Foundation. "Si estamos más lejos, obtendremos menos".
Los datos se enviarán a la Tierra usando la red de platos Near-Earth de la NASA a través de una radio a bordo PULSAR de gran ancho de banda con enlace descendente de banda X proporcionado por el Centro Marshall de Vuelos Espaciales Marshall de la NASA.
UAH es responsable de los instrumentos científicos, operaciones científicas, distribución de datos, análisis y publicación de resultados, y es la institución líder para el esfuerzo TRYAD de cuatro años. La porción de la subvención de UAH es de $ 376,687. Colaborador Auburn University y Dr. JMWersinger, un profesor emérito de Auburn en física de la teledetección, desarrollará, integrará y probará los dos cubesats, los interconectará con el proveedor de lanzamiento y controlará los dos satélites en el espacio.
La subvención prevé tres años de trabajo de desarrollo, seguido de un año de tiempo de vuelo.
"Los destellos de rayos gamma terrestres fueron descubiertos en Huntsville en la década de 1990 por el vuelo BATSE - el Experimento de Explosión y Fuente Transitoria", dice el Dr. Briggs. "Desde entonces han sido observados por varios instrumentos, incluido el instrumento de observación actual que UAHparticipa en el monitor de explosión de rayos gamma "
El investigador co-principal del proyecto, el Dr. Peter Jenke, astrónomo y asociado de investigación de la UAH, diseñó y modeló el concepto de detector TGF que se utilizó en la solicitud de subvención.
"Probamos que en realidad podemos hacer la ciencia que nos propusimos hacer en una serie de experimentos de modelado", dice el Dr. Jenke. UAH diseñará, probará y construirá el detector de rayos gamma que volará.
La nueva investigación ofrecerá a los estudiantes universitarios una experiencia práctica, dice el Dr. Briggs.
"Uno de los objetivos del proyecto es poner a los estudiantes universitarios cara a cara con tecnologías reales, y no solo aprender libros", dice el Dr. Briggs, quien en 2013 fue uno de los tres investigadores de UAH que observaron a los más grandesexplosión de rayos gamma jamás vista, que se originó cuando una estrella lejana colapsó.
El Dr. Briggs y el Dr. Jenke enseñarán una clase de semestre de primavera en la UAH en desarrollo de hardware espacial para estudiantes universitarios y estudiantes de posgrado que tendrán el proyecto como uno de sus enfoques.
los estudiantes universitarios de UAH trabajarán en el diseño mecánico del detector de rayos gamma, maximizando la eficiencia del detector, el diseño eléctrico de los SiMP y la digitalización de la señal, y la integración electrónica de los cubesats.
La investigación podría revelar nueva información sobre la generación de TGF.
"Los destellos de rayos gamma son submilisegundos, destellos extremadamente intensos generados por tormentas eléctricas", dice el Dr. Briggs. "Una cosa que nos gustaría saber es cómo una tormenta eléctrica acelera estas partículas a energías extremas para podercrear los rayos gamma? "
Los científicos también podrían obtener nuevas ideas sobre cómo funcionan las cargas eléctricas en tormentas eléctricas.
"Creo que nos dirá más sobre los campos eléctricos que están presentes en las tormentas", dice el Dr. Jenke. "Los campos eléctricos en las tormentas eléctricas son muy difíciles de medir. Estos TGF pueden darnos un indicador de la intensidad de estoscampos."
Los investigadores esperan que los datos agreguen claridad al debate científico sobre cómo se forman los TGF.
"Existen algunos modelos competitivos de TGF y cómo surgen", dice el Dr. Jenke, "así que espero que esta investigación pueda eliminar algunos de estos modelos".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Alabama Huntsville . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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