RBSP

Radiation Belt Storm Probes (RBSP) on NASAn maapallon Van Allenin vyöhykettä tutkiva tiedeohjelma. RBSP-ohjelma koostuu kahdesta tiedesatelliittista, tutkimuslaitteiltaan identtisestä satelliittiparista RBSP-A ja RBSP-B. Satelliitit laukaistiin 30. elokuuta 2012 kello 11.05 Suomen aikaa Cape Canaveral Air Force Stationista, Floridasta Atlas V -kantoraketilla. Laukaisua oli aikaisemmin lykätty kaksi kertaa. 

RBSP on osa NASAn Living With a Star -tutkimusohjelmaa, mihin kuuluu joukko Aurinkokunnan Maa-Aurinko -järjestelmää (sun-Earth system) tutkivia satelliitteja ja avaruusluotaimia. Vuonna 2010 laukaistu Solar Dynamics Observatory kuuluu myös tähän ohjelmaan. NASAn Goddard Space Flight Center hallinnoi Living With a Star -tutkimusohjelmaa.

RBSP-satelliitit tutkivat avaruussäähän liittyviä ilmiöitä Maan läheisyydessä ja ilmiöitä jotka voivat vaikeuttaa aurinkokunnan tutkimusta. Van Allenin vyöhyke koostuu kahdesta alati muuttuvasta säteilyvyöhykkeestä. Säteilyvyöhykkeen säteily saattaa vahingoittaa alueella olevien satelliittien laitteita ja avaruuslentäjiä, minkä takia aluetta pyritään yleensä välttämään. RBSP on suunniteltu auttamaan ymmärtämään Auringon vaikutusta Maahan ja lähiavaruuteen tutkimalla maapallon Van Allenin vyöhykettä vyöhykkeen eri kohdista ja eri aikoina. Käyttämällä kahta tutkimuslaitteiltaan identtistä satelliittia  mitkä tekevät mittauksia eri kohdassa vyöhykettä samanaikaisesti voidaan paremmin tutkia säteilyvyöhykkeiden dynamiikkaa. Säteilyvyöhykkeiden ympäristöolosuhteiden ja niiden vaihteluiden  ymmärtämisellä on erittäin merkittäviä vaikutuksia käytännössä avaruusalusten toimintaan, niiden järjestelmien suunnitteluun (esimerkiksi mikä on riittävä säteilysuojaus), tutkimustehtävien suunnitteluun ja avaruuslentäjien turvallisuuteen (säteilyvaara). Säteilyvyöhykkeitä ei ole aikaisemmin tutkittu läheskään tässä laajuudessa eikä niiden toimintaa vieläkään ymmärretä riittävästi.

RBSP-satelliitti on spin-stabiloitu satelliitti, mikä pyörii 5 kierrosta minuutissa keskiakselinsa ympäri. Satelliittien kiertorata on hyvin elliptinen (n. 600 km x 37 000 km). Vaarallisella säteilyvyöhykkeellä toimivana satelliittina RBSP on normaalia paremmin suojattu säteilyltä. Muut vyöhykkeillä toimivat satelliitit voivat tarvittaessa sammuttaa mittalaitteitaan säteilyn vaikutuksien minimoimiseksi mutta RBSP:n on tarkoitus suorittaa koko ajan mittauksia. Satelliitit lähettävät tietoja avaruussäästä ja mittalaitteista maahan. Satelliitit eivät viesti keskenään.

Tutkimustavoitteet
Tiedeohjelman tutkimustavoitteet ovat:
selvittää mitkä prosessit, erikseen tai yhdessä, kiihdyttävät ja liikuttavat säteilyvyöhykkeiden elektroneja ja ioneja ja missä olosuhteissa tämä tapahtuu.
ymmärtää ja määrittää säteilyvyöhykkeiden elektronikadon määrä sekä määrittää kilpailevien elektronien kiihdytys- ja katoprosessien välinen tasapaino.
ymmärtää miten säteilyvyöhyke muuttuu aurinkomyrskyjen johdosta.

RBSP-satelliittien instrumenttien mittaustuloksien avulla voidaan luonnehtia ja mitata niitä prosesseja mitkä tuottavat relativistisia (ts. nopeus lähellä valon nopeutta) ioneja ja elektroneja.

Satelliittien mittalaitteet (8 kappaletta/satelliitti) mittaavat maapallon säteilyvyöhykkeiden varautuneiden hiukkasten ominaisuudet ja niiden kanssa vuorovaikutuksessa olevat plasma-aallot, niitä liikuttavat laaja-alaiset sähkökentät sekä niitä ohjaavat magneettikentät.

RBSP-satelliitit toimivat myöhemmin yhteistyössä NASAn BARREL-tiedeohjelman kanssa. BARREL (Balloon Array for RBSP Relativistic Electron Losses) on myös osa Living With a Star -ohjelmaa. BARREL-ohjelmassa Antarktikselta  laukaistaan tammikuussa 2013 ja tammikuussa 2014 20 kaasupalloa ilmakehään. Pallojen mittalaitteet tutkivat Van Allenin vyöhykkeeltä karanneita hiukkasia mitkä ovat saavuttaneet ilmakehän. Mittaustulokset auttavat selvittämään säteilyvyöhykkeiden elektronikatoa.

Lähteet

Aiheesta muualla

RBSP:n NASAn kotisivu  
RBSP Fact Sheet (pdf) 
RBSP:n lehdistöpaketti 
RBSP Twitterissä
ScienceCasts: The Radiation Belt Storm Probes (video)
NASA's Radiation Belt Storm Probes Mission Launches (video laukaisusta)
Kaksi uutta satelliittia lähtee tarkkailemaan avaruussäätä, Tähdet ja avaruus 20.8.2012
NASAn Living with a Star (LWS) -ohjelma 
NASAn Living with a Star -ohjelma  (flash) 
International Living with a Star 
BARREL-tiedeohjelma  

Tiedesatelliitit
Vuoden 2012 avaruustoiminta