موضوع مقاله: تمیس (ماهواره) | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # تمیس (ماهواره) | مقدمه: مأموریت تمیس که در فوریه ۲۰۰۷ آغاز شد، مجموعه‌ای از پنج ماهواره ناسا بود که با هدف مطالعه آزادسازی انرژی در مغناطیس‌سپهر و وقوع خردطوفان‌ها طراحی شده بود. | ## بخش 1: تمیس (ماهواره) | خردطوفان‌ها پدیده‌هایی هستند که به تقویت شفق‌های قطبی در مناطق قطبی زمین منجر می‌شوند. سه ماهواره در مدار زمین و داخل مغناطیس‌سپهر مستقر شدند، در حالی که دو ماهواره دیگر به مدار ماه منتقل و به نام آرتمیس تغییر نام یافتند. ابزارهای متعددی شامل مغناطیس‌سنج، تجزیه‌گر ایستابرقی، و ابزارهای میدان الکتریکی روی این ماهواره‌ها نصب شده بود. داده‌های جمع‌آوری‌شده توسط تمیس نشان داد که طناب‌های مغناطیسی جو زمین را به خورشید متصل کرده و جریان‌های عظیمی را به قطب‌های زمین هدایت می‌کنند. همچنین این مأموریت برای اولین بار رویداد آغازین خردطوفان‌های مغناطیسی را شناسایی کرد و اتصال مجدد مغناطیسی به‌عنوان عامل اصلی وقوع این پدیده‌ها تأیید شد. همچنین ایستگاه‌های زمینی در آمریکای شمالی با رصد شفق‌های قطبی، داده‌های تکمیلی برای مطالعه تعاملات مغناطیسی خورشید و زمین ارائه دادند. این پدیده‌ها که خردطوفان نامیده می‌شوند، شفق‌های قطبی را در نزدیکی مناطق قطبی زمین شدت می‌بخشند. سه ماهواره در مدار زمین داخل مغناطیس‌سپهر قرار دارند، در حالی که دو ماهواره به مدار ماه منتقل شده‌اند. این دو ماهواره به نام‌های ARTEMIS (شتاب، اتصال مجدد، آشفتگی و الکترودینامیک تعامل ماه با خورشید) تغییر نام یافتند. ماهواره‌های تمیس در ۱۷ فوریه ۲۰۰۷ از مجتمع شماره ۱۷ پرتاب موشک پایگاه نیروی هوایی کیپ کاناورال توسط یک دلتا ۲ پرتابگر پرتاب شدند. هر کاوشگر در این تأسیسات ساخته و آزمایش شد و سپس برای نصب ابزارها به دانشگاه کالیفرنیا (برکلی) تحویل داده شد. این دومین ماهواره بزرگ ساخته‌شده توسط Swales بود، اولین آن دیدبانی زمین-۱ (EO-1) است که همچنان در مدار زمین باقی مانده است. Swales همچنین طراحی و ساخت تجهیزات پشتیبانی زمینی الکتریکی (EGSE) را برای نظارت بر کاوشگرها در تمام مراحل پیش از پرتاب، از جمله استفاده در سایت پرتاب، بر عهده داشت. آزمایش‌ها پس از نصب ابزارها در SSL، برکلی، آزمایش‌های پیش از پرتاب شامل آزمایش‌های خلأ حرارتی، ارتعاش و آکوستیک در آزمایشگاه پیش‌رانش جت پاسادنا، کالیفرنیا انجام شد. به دلیل مشکلاتی در کیفیت ساخت مرحله دوم موشک دلتا II - مشکلی که مأموریت قبلی استریو را نیز تحت تأثیر قرار داده بود - پرتاب به ۱۵ فوریه ۲۰۰۷ موکول شد. | ## بخش 2: تمیس (ماهواره) | شرایط جوی در ۱۳ فوریه ۲۰۰۷ باعث تأخیر در سوخت‌گیری مرحله دوم شد و پرتاب یک روز به تعویق افتاد. مراحل آماده‌سازی برای پرتاب جدید در بازه زمانی بین ۲۳:۰۱ تا ۲۳:۱۷ ساعت هماهنگ جهانی در ۱۷ فوریه ۲۰۰۷ انجام شد. تا ساعت ۰۳:۰۷ UTC در ۱۸ فوریه، اپراتورهای مأموریت در آزمایشگاه علوم فضایی (SSL) دانشگاه کالیفرنیا (برکلی) موفق به دریافت سیگنال از هر پنج فضاپیما شدند که وضعیت جداسازی را تأیید کرد. خدمات پرتاب توسط ائتلاف پرتاب و راه‌اندازی از طریق برنامه خدمات پرتاب ناسا (LSP) ارائه شد. وضعیت مأموریت از ۱۵ فوریه ۲۰۰۷ تا ۱۵ سپتامبر ۲۰۰۷، پنج ماهواره تمیس در یک آرایش مداری به‌صورت «رشته مرواریدی» حرکت می‌کردند. از ۱۵ سپتامبر تا ۴ دسامبر ۲۰۰۷، ماهواره‌ها به مدارهای دورتر منتقل شدند تا برای جمع‌آوری داده‌ها در دم مغناطیسی آماده شوند. این مرحله از مأموریت به «مرحله سپیده‌دم» معروف بود زیرا مدارهای ماهواره‌ها در اوج و حضیض در سمت سپیده‌دم مغناطیس‌سپهر قرار داشت. در این مرحله، دانشمندان داده‌هایی از دم مغناطیسی مغناطیس‌سپهر زمین جمع‌آوری می‌کنند. در طول این رویدادها، ذرات باردار ذخیره‌شده در مغناطیس‌سپهر زمین آزاد شده و شفق قطبی ایجاد می‌کنند. تحقیقات دم مغناطیسی در زمستان نیم‌کره شمالی انجام می‌شود زیرا مغناطیس‌سنج‌های زمینی که داده‌های ماهواره‌ها با آن‌ها مقایسه می‌شوند، در طول شب‌های طولانی فعال‌تر هستند. در سال ۲۰۰۷، تمیس "شواهدی از طناب‌های مغناطیسی که جو بالایی زمین را مستقیماً به خورشید متصل می‌کنند" کشف کرد و نظریه تعامل الکتریکی خورشید-زمین (از طریق "جریان برکلند" یا "جریان‌های هم‌راستا با میدان") که توسط کریستین بیرکلاند حدود سال ۱۹۰۸ مطرح شده بود را تأیید کرد. ناسا همچنین این تعامل را به «باتری ۳۰ کیلوولتی در فضا» تشبیه کرد و اشاره کرد که «طناب شار، ۶۵۰٬۰۰۰ آمپر جریان را به شمالگان پمپ می‌کند». در ۲۶ فوریه ۲۰۰۸، کاوشگرهای تمیس برای اولین بار موفق به شناسایی رویداد آغازین برای وقوع خردطوفان‌های مغناطیس‌سپهر شدند. دو تا از پنج کاوشگر، که در فاصله تقریباً یک‌سوم فاصله تا ماه قرار داشتند، رویدادهایی را ثبت کردند که نشان‌دهنده اتصال مجدد مغناطیسی ۹۶ ثانیه قبل از تشدید شفق قطبی بود. واسیلیس آنگلوپولوس از دانشگاه کالیفرنیا (لس آنجلس)، که محقق اصلی مأموریت تمیس است، اظهار داشت: «داده‌های ما به وضوح و برای اولین بار نشان می‌دهند که اتصال مجدد مغناطیسی عامل آغازین است». | ## بخش 3: تمیس (ماهواره) | مأموریت تمدیدشده در ۱۹ مه ۲۰۰۸، آزمایشگاه علوم فضایی (SSL) در دانشگاه کالیفرنیا (برکلی) اعلام کرد که ناسا مأموریت تمیس را تا سال ۲۰۱۲ تمدید کرده است. تا اوت ۲۰۱۷، سه کاوشگر داخلی THEMIS همچنان به جمع‌آوری داده‌های ارزشمند دربارهٔ تعامل خورشید با مغناطیس‌سپهر زمین ادامه می‌دهند. در ۲۲ ژوئن ۲۰۱۱، ARTEMIS-P1 شروع به شلیک موتورهایش کرد تا از مدار رخ‌گردی خود که به شکل کلیه بود و از ژانویه ۲۰۱۱ در یک سوی ماه قرار داشت، خارج شود. در این مسیر، این دو فضاپیما اولین‌هایی بودند که به مدار نقاط لاگرانژی ماه دست یافتند. تا اکتبر ۲۰۱۹، هر دو کاوشگر در مدارهای پایدار قرار دارند و انتظار می‌رود که برای مدت طولانی عملیاتی باقی بمانند. ابزارها موجود در فضاپیما برد دیجیتال میدان‌ها (DFB): از مدار مجتمع دیجیتال برنامه‌پذیر (FPGA) برای پردازش باند عبور قابل تنظیم و انجام تبدیل فوریه سریع (FFT) روی داده‌های ابزار استفاده می‌کند. ابزارهای میدان الکتریکی (EFI): برای حس کردن میدان الکتریکی در مغناطیس‌سپهر متغیر زمین طراحی شده است. تجزیه‌گر ایستابرقی (ESA): وظیفه اندازه‌گیری الکترون‌ها و یون‌های حرارتی برای شناسایی و ردیابی جریان‌های سریع در دم مغناطیسی و شناسایی پالس‌های فشاری را بر عهده دارد. مغناطیس‌سنج فلکس‌گیت (FGM): میدان مغناطیسی پس‌زمینه را برای شناسایی و زمان‌بندی تغییرات ناگهانی مغناطیس‌سپهر در هنگام وقوع خردطوفان اندازه‌گیری می‌کند. مغناطیس‌سنج سیم‌پیچ جستجو (SCM): نوسانات و امواج میدان مغناطیسی با فرکانس پایین را در سه جهت در مغناطیس‌سپهر زمین اندازه‌گیری می‌کند. زمینی در حالی که ماهواره‌ها مغناطیس‌سپهر را از مدار بررسی می‌کنند، بیست ایستگاه زمینی در آمریکای شمالی به‌طور هم‌زمان شفق قطبی را رصد می‌کنند. عملیات علمی و مأموریتی ایستگاه‌های زمینی توسط آزمایشگاه علوم فضایی دانشگاه کالیفرنیا مدیریت می‌شود. آرایه تمام‌آسمان مبتنی بر زمین (ASI): آرایه‌ای از تصویربردارهای تمام‌آسمان (ASI) که شفق‌های قطبی را بر فراز قاره آمریکای شمالی از کانادا تا آلاسکا رصد می‌کند تا مکان و زمان آغاز خردطوفان شفقی را تعیین کند. آرایه مغناطیس‌سنج مبتنی بر زمین (GMAG): GMAG تغییرات میدان مغناطیسی زمین را در نزدیکی سطح آن به دلیل آغاز خردطوفان اندازه‌گیری می‌کند تا زمان‌بندی رویدادهای خردطوفان را مشخص کند. نتایج تحقیقاتی ابزارهای تمیس برای ردیابی امواج کُر در حالت ویسلر استفاده شده‌اند که می‌توانند در دوره‌های فعالیت ژئومغناطیسی پایین باقی بمانند. | ## جمع‌بندی | - وان آلن پروبز - رصدخانه پویایی‌شناسی خورشید (SDO)، پرتاب در ۲۰۱۰، همچنان فعال.