Loading article…
.png/500px-Artist_depiction_of_MMS_spacecraft_(SVS12239).png) MMS宇宙船のアーティストによる描写 | |
| 名前 | ＭＭＳ |
|---|---|
| ミッションタイプ | 磁気圏研究 |
| オペレーター | 米航空宇宙局（NASA） |
| コスパーID | 2015-011A 2015-011B 2015-011C 2015-011D |
| SATCAT番号 | 40482 40483 40484 40485 |
| Webサイト | MMS [1] |
| ミッション期間 | 計画: 2年 経過: 9年8ヶ月9日 |
| 宇宙船の特性 | |
| メーカー | ゴダード宇宙飛行センター |
| 打ち上げ質量 | 1,360 kg (3,000 ポンド) |
| 寸法 | 収納時: 3.5 × 1.2 m (11.5 × 3.9 フィート) 展開時: 112 × 29 m (367 × 95 フィート) |
| 力 | 318ワット |
| ミッション開始 | |
| 発売日 | 2015年3月13日 02:44 UTC |
| ロケット | アトラス V 421 AV-053 |
| 発射場 | ケープカナベラル、SLC-41 |
| 請負業者 | ユナイテッド・ローンチ・アライアンス |
| 入隊 | 2015年9月 |
| ミッション終了 | |
| 最後の連絡 | 2040年（予定） |
| 軌道パラメータ | |
| 参照システム | 地球中心軌道 |
| 政権 | 高度に楕円形の軌道 |
| 近地点高度 | 2,550 km (1,580 マイル) |
| 遠地点高度 | 昼間：70,080 km（43,550 マイル） 夜間：152,900 km（95,000 マイル） |
| 傾斜 | 28.0° |
大型戦略科学ミッション 太陽物理学部門 | |
磁気圏マルチスケール（MMS）ミッションは、 NASAのロボット宇宙ミッションであり、四面体編隊で飛行する4機の同一の宇宙船を使用して、地球の磁気圏を研究します。 [1]宇宙船は2015年3月13日午前2時44分（UTC）に打ち上げられました。[2]このミッションは、多くの天体プラズマで発生するプロセスである磁気再結合、高エネルギー粒子加速、乱流の微物理学に関する情報を収集するように設計されています。[3] 2020年3月現在、MMS宇宙船には2040年まで運用を続けるのに十分な燃料があります。[4]
背景
このミッションはESA Clusterミッションの前提に基づいているが、MMSの計測機器は空間分解能と時間分解能においてそれを上回り、磁気再結合が発生する場所である臨界電子拡散領域の測定を初めて可能にした。その軌道は、再結合が発生することが知られている場所、すなわち太陽風と惑星の磁場の圧力が等しい場所である昼側磁気圏界面と、太陽風の圧力によって惑星の磁気圏に形成され、その起源の惑星から遠く離れた場所まで広がることがある磁気圏尾部に長期間滞在するように最適化されている。
地球の磁気圏内での磁気再結合はオーロラの原因となるメカニズムの1つであり、核融合燃料の磁気閉じ込めを防ぐメカニズムの1つであるため、制御された核融合の科学にとって重要です。これらのメカニズムは、太陽のような恒星大気中の物質の動きを測定することによって宇宙で研究されています。磁気再結合は、エネルギーが磁場から荷電粒子の動きに効率的に伝達される現象です。[5]
宇宙船
MMSミッションは4機の宇宙船から構成されています。それぞれの打ち上げ質量は1,360kg（3,000ポンド）です。[6]格納された打ち上げ構成では、それぞれ約3.5×1.2m（11.5×3.9フィート）の大きさで、積み重ねると全高は4.9m（16フィート）になります。[6]軌道上で展開された後、合計8本の軸ブームとワイヤーブームが展開され、その中にはそれぞれ長さ60m（200フィート）のスピンプレーンダブルプローブ（SDP）ワイヤーブームが4本含まれています。[6]
MMS宇宙船はスピン安定化されており、方向を維持するために毎分3回転の速度で回転します。各宇宙船には4つのヒドラジン燃料タンクに接続された12個のスラスタが搭載されています。位置データは高感度GPS機器によって提供され、姿勢は4つのスタートラッカー、2つの加速度計、2つの太陽センサーによって維持されます。[6]
このミッションは3つのフェーズに分かれています。試運転フェーズは打ち上げ後約5か月半続き、科学フェーズは2年間続きます。最初の科学フェーズでは、地球と太陽の間の磁気境界（昼側の運用）に1年半焦点を当て、宇宙船編隊は地球を2,550 x 70,080 km（1,580 x 43,550マイル）で周回します。2番目の科学フェーズでは、地球の磁気尾部の再結合を半年かけて研究し（夜側の運用）、軌道を2,550 x 152,900 km（1,580 x 95,010マイル）に拡大します。[6]
楽器
各宇宙船にはいくつかの実験装置が搭載されており、ホットプラズマスイート、高エネルギー粒子検出器スイート、フィールドスイートの3つのスイートに分かれています。[7]
ホットプラズマスイート
ホット プラズマ スイートは、再結合中のプラズマ粒子の数、方向、エネルギーを測定します。次の 2 つの機器で構成されています。
- 高速プラズマ調査（FPI）、4台のデュアル電子分光計（DES）と4台のデュアルイオン分光計（DIS）のセット。 [8]
- ホットプラズマ組成分析装置 (HPCA) は、粒子の速度を検出して、その質量と種類を判断します。
高エネルギー粒子検出器
高エネルギー粒子検出器スイートは、ホット プラズマ スイートで検出されるエネルギーをはるかに超えるエネルギーの粒子を検出します。このスイートは次の 2 つの機器で構成されています。
- フライズ アイ高エネルギー粒子センサー (FEEPS) は、電子エネルギーを測定するシリコン固体検出器のセットです。宇宙船ごとに 2 つの FEEPS があり、個々の検出器は同時に 18 の異なる視野角を提供するように配置されています。そのため、「フライズ アイ」と呼ばれています。
- 高エネルギーイオン分光計 (EIS) は、検出されたイオンのエネルギーと総速度を測定して、その質量を決定します。EIS は、HPCA よりも高いエネルギーでヘリウムイオンと酸素イオンを検出できます。
フィールズスイート
フィールドスイート[9]は磁場と電場の特性を測定します。これは6つの機器で構成されています。
- アナログ フラックスゲート磁力計(AFG) は、磁場の強度を測定します。
- デジタル フラックスゲート磁力計 (DFG) は、磁場の強度を測定します。
- 電子ドリフト計測器 (EDI) は、電子ビームを宇宙空間に送り、これらのフィールドが存在する状態で電子が戻ってくるのにかかる時間を測定することで、電界と磁界の強度を測定します。
- スピンプレーンダブルプローブ（SDP）[10]は、宇宙船から伸びる4本の60m（200フィート）のワイヤーブームの先端にある電極で構成され、電界を測定します。
- 軸方向ダブルプローブ（ADP）[11]は、宇宙船の軸方向に取り付けられた2つの15メートル（49フィート）のアンテナ上の電極のセットです。
- サーチコイル磁力計 (SCM) は、磁場を測定するために使用される誘導磁力計です。
人材と開発
主任研究者はサウスウエスト研究所のジェームズ・L・バーチ氏で、機器の責任者と理論およびモデリングの専門家からなる国際的な研究者チームの支援を受けています。[12]プロジェクト科学者はゴダード宇宙飛行センターのトーマス・E・ムーア氏です。[13]教育と一般への啓蒙はミッションの重要な側面であり、学生の活動、データの音声化、プラネタリウムショーが開発されています。
このミッションは2005年にNASAの支援対象に選ばれた。システムエンジニアリング、宇宙船バスの設計、統合、試験はメリーランド州のゴダード宇宙飛行センターで実施された。IMAGE 、Cluster、Cassiniミッションなど他のプロジェクトから得た豊富な経験を活かし、計器類の改良が進められている。 2009年6月、MMSは予備設計審査に合格し、フェーズCに進むことが許可された。このミッションは2010年9月に詳細設計審査に合格した。 [14]宇宙船は2015年3月にアトラスV 421ロケットで打ち上げられた。[ 15] [16]
編隊飛行
必要な科学データを収集するために、4つの衛星からなるMMSコンステレーションは、高度に楕円形の軌道上の特定の関心領域を通過する四面体編隊を維持する必要があります。編隊は、高高度対応GPS受信機であるNavigatorを使用して軌道情報を提供し、定期的に編隊維持操作を行うことで維持されます。[17] Navigatorを通じて、MMSミッションはGPS信号の最高高度測定でギネス世界記録を2度破りました（2016年に地表から70,000 km（43,000マイル）で、2019年に187,200 km（116,300マイル）でそれぞれ記録しました）。[18] [19]
発見
2016年、MMSミッションは、地球の磁気圏内の宇宙天気を左右する現象である磁気再結合を直接検出した初めてのミッションとなった。 [20] [21]
MMSはその後、予想外の場所で磁気再結合が起こっていることを検出した。2018年にMMSは、磁気再結合を維持するには混沌と不安定すぎるとこれまで考えられていた空間領域であるマグネトシースで、初めて磁気再結合を検出した。 [22] 磁気フラックスロープとケルビン・ヘルムホルツ渦は、 MMSが予想に反して再結合イベントを検出した他の現象である。[4]
2019年8月、天文学者たちはMMSが太陽からの惑星間衝撃波を初めて高解像度で測定したと報告した。[23]
参照
参考文献
- ^ 「MMS Spacecraft & Instruments」NASA、2017年8月3日。 2020年3月12日閲覧。
この記事には、パブリック ドメインであるこのソースからのテキストが組み込まれています。
- ^ ab 「MMS Launch」NASA、2015年4月2日。 2020年3月12日閲覧。 この記事には、パブリック ドメインであるこのソースからのテキストが組み込まれています。
- ^ Lewis, WS「MMS-SMART: Quick Facts」。サウスウェスト研究所。2014年9月9日時点のオリジナルよりアーカイブ。2009年8月5日閲覧。
- ^ ab Johnson-Groh, Mara (2020年3月12日). 「NASAのMMSが宇宙での記録更新5年目を迎える」NASA . 2020年3月12日閲覧。 この記事には、パブリック ドメインであるこのソースからのテキストが組み込まれています。
- ^ Vaivads, Andris; Retinò, Alessandro; André, Mats (2006 年 2 月). 「磁気再結合のマイクロ物理学」. Space Science Reviews . 122 (1–4): 19–27. Bibcode :2006SSRv..122...19V. doi :10.1007/s11214-006-7019-3. S2CID 122892025.
- ^ abcde 「磁気圏マルチスケール: 地球の磁気圏を実験室として使用して磁気再結合の微物理学を研究する」(PDF)。NASA。2015年3月。 2015年3月12日閲覧。
- ^ 「MMS搭載機器」NASA、2015年7月30日。 2016年1月2日閲覧。 この記事には、パブリック ドメインであるこのソースからのテキストが組み込まれています。
- ^ Pollock, C.; Moore, T.; Jacques, A.; Burch, J.; Gliese, U.; Saito, Y.; Omoto, T.; Avanov, L.; Barrie, A.; Coffey, V.; Dorelli, J.; Gershman, D.; Giles, B.; Rosnack, T.; Salo, C. (2016 年 3 月 1 日)。「磁気圏マルチスケールの高速プラズマ調査」。Space Science Reviews。199 ( 1 ): 331–406。Bibcode : 2016SSRv..199..331P。doi : 10.1007 / s11214-016-0245-4。ISSN 1572-9672。S2CID 255065646 。
- ^ Torbert, RB; Russell, CT; Magnes, W.; Ergun, RE; Lindqvist, P.-A.; LeContel, O.; Vaith, H.; Macri, J.; Myers, S.; Rau, D.; Needell, J.; King, B.; Granoff, M.; Chutter, M.; Dors, I. (2016 年 3 月 1 日)。「MMS の FIELDS 計測器スイート: 科学的目標、測定、およびデータ製品」。Space Science Reviews。199 ( 1 ): 105–135。doi : 10.1007 /s11214-014-0109-8。ISSN 1572-9672。
- ^ Lindqvist, P.-A.; Olsson, G.; Torbert, RB; King, B.; Granoff, M.; Rau, D.; Needell, G.; Turco, S.; Dors, I.; Beckman, P.; Macri, J.; Frost, C.; Salwen, J.; Eriksson, A.; Åhlén, L. (2016 年 3 月 1 日). 「MMS 用スピンプレーンダブルプローブ電界計測器」. Space Science Reviews . 199 (1): 137–165. Bibcode :2016SSRv..199..137L. doi : 10.1007/s11214-014-0116-9 . ISSN 1572-9672. S2CID 255069089.
- ^ Ergun, RE; Tucker, S.; Westfall, J.; Goodrich, KA; Malaspina, DM; Summers, D.; Wallace, J.; Karlsson, M.; Mack, J.; Brennan, N.; Pyke, B.; Withnell, P.; Torbert, R.; Macri, J.; Rau, D. (2016 年 3 月 1 日)。「MMS ミッションのための軸方向ダブルプローブとフィールド信号処理」。Space Science Reviews。199 ( 1): 167–188。Bibcode :2016SSRv..199..167E。doi : 10.1007 / s11214-014-0115 - x。ISSN 1572-9672。S2CID 255071960 。
- ^ 「The SMART Team」。サウスウェスト研究所。2008年10月10日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2012年9月28日閲覧。
- ^ Fox, Karen C.; Moore, Tom (2010 年 10 月 1 日)。「Q&A: ミッション、会議、および磁気圏のラジアルタイヤモデル」NASA。2012年9 月 28 日閲覧。 この記事には、パブリック ドメインであるこのソースからのテキストが組み込まれています。
- ^ Hendrix, Susan (2010年9月3日). 「NASAの磁気圏ミッションが大きなマイルストーンを達成」NASA . 2012年9月28日閲覧。 この記事には、パブリック ドメインであるこのソースからのテキストが組み込まれています。
- ^ 「ユナイテッド・ローンチ・アライアンス、アトラスVがNASAのロケット打ち上げミッション4件を受注」（プレスリリース）ユナイテッド・ローンチ・アライアンス。2009年3月16日。2015年7月20日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2009年8月5日閲覧。
- ^ Werner, Debra (2011年12月19日). 「太陽物理学の貢献に対する認識の高まりに、支出が遅れている」. SpaceNews . 2014年3月6日閲覧。
- ^ 「磁気圏マルチスケール宇宙船」。ゴダード宇宙飛行センター。NASA 。 2018年5月1日閲覧。 この記事には、パブリック ドメインであるこのソースからのテキストが組み込まれています。
- ^ Johnson-Groh, Mara (2016年11月4日). 「NASAのMMSがギネス世界記録を更新」NASA . 2020年3月12日閲覧。 この記事には、パブリック ドメインであるこのソースからのテキストが組み込まれています。
- ^ Baird, Danny (2019年4月4日). 「記録破りの衛星がNASAの高高度GPS探査を前進させる」NASA . 2020年3月12日閲覧。 この記事には、パブリック ドメインであるこのソースからのテキストが組み込まれています。
- ^ Choi, Charles Q. (2016年5月13日). 「NASAの探査機が地球付近で強力な磁気嵐を目撃」. Scientific American . 2016年5月14日閲覧。
- ^ Burch, JL; et al. (2016年6月). 「宇宙における磁気再結合の電子スケール測定」. Science . 352 (6290). aaf2939. Bibcode :2016Sci...352.2939B. doi : 10.1126/science.aaf2939 . hdl : 10044/1/32763 . PMID 27174677.
- ^ Johnson-Groh, Mara (2018年5月9日). 「NASAの宇宙船が乱気流空間における新たな磁気プロセスを発見」NASA . 2020年3月12日閲覧。 この記事には、パブリック ドメインであるこのソースからのテキストが組み込まれています。
- ^ Johnson-Groh, Mara (2019年8月8日). 「NASAのMMSが最初の惑星間衝撃波を発見」NASA . 2019年8月12日閲覧。 この記事には、パブリック ドメインであるこのソースからのテキストが組み込まれています。
- モールドウィン、マーク（2008年）。宇宙天気入門。ケンブリッジ大学出版局。ISBN 978-0-521-86149-6。
- 「SwRI が NASA の磁気圏マルチスケール ミッションを主導」。Space Daily。2005 年 5 月 12 日。
- Sharma, A. Surjalal; Curtis, Steven A. (2005)。 「磁気圏マルチスケールミッション」。プラズマの非平衡現象。天体物理学および宇宙科学図書館。第321巻。Springer Netherlands。pp. 179–195。doi :10.1007 / 1-4020-3109-2_8。ISBN 978-1-4020-3108-3。
- 全米研究会議 (2003)。太陽から地球へ、そしてその先へ。全米アカデミー出版。ISBN 978-0-309-08972-2。
- 2006 年の NASA 戦略計画。 NASA。 2006。OCLC 70110760。NP -2006-02-423-HQ。
- NASAの科学ミッション局の科学計画2007-2016 (PDF)。NASA。2007年。NP-2007-03-462-HQ。2014年2月24日時点のオリジナル(PDF)からアーカイブ。
外部リンク
ウィキメディア・コモンズには、磁気圏マルチスケールミッションに関連するメディアがあります。
- NASA ゴダード宇宙飛行センターの磁気圏マルチスケールミッションサイト
- NASA ミッション局による磁気圏マルチスケールミッションサイト
- サウスウェスト研究所による磁気圏マルチスケールミッションサイト
- ライス大学による磁気圏マルチスケールミッションサイト
- 磁気圏マルチスケールミッションのYouTubeチャンネル