Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) tog den här ögonblicksbilden av det stora magellanska molnet (höger) och den ljusa stjärnan R Doradus (vänster) med bara en enda detektor av en av sina kameror i tisdags, 7 augusti. Ramen är en del av en sträcka av den södra himlen TESS fångade i sin "first light" vetenskapsbild som en del av sin första omgång av datainsamling. Kredit:NASA/MIT/TESS
NASA:s fortsatta strävan att utforska vårt solsystem och vidare fick ett uppsving av ny information denna vecka med tre nyckeluppdrag som inte bara bevisar att de är igång, men att deras vetenskapliga potential är exceptionell. Den 17 september 2018, TESS – Transiting Exoplanet Survey Satellite – delade sina första vetenskapliga observationer. Senare i veckan, de senaste två uppdragen att gå med i NASA:s heliofysikflotta returnerade första ljusdata:Parker Solar Probe, mänsklighetens första uppdrag att "röra" solen, och GULD, ett uppdrag som studerar den dynamiska gränsen mellan jorden och rymden.
En del av data från TESS:s första vetenskapsbana inkluderar en detaljerad bild av den södra himlen tagen med alla fyra planetjägarens bredfältskameror. Bilden fångar en mängd stjärnor och andra föremål, inklusive system som tidigare känts ha exoplaneter, planeter bortom vårt solsystem. TESS kommer de kommande två åren att övervaka närmaste, ljusaste stjärnorna för periodiska nedgångar i deras ljusstyrka, känd som transiter. Sådana transiter tyder på att en planet kan passera framför sin moderstjärna. TESS förväntas hitta tusentals nya planeter med denna metod.
Tillsammans, de två andra uppdragen representerar två viktiga observationspunkter i det gigantiska rymdsystemet – dominerat av partiklar och magnetisk energi från solen – som studeras av heliofysikområdet. Parker Solar Probe hjälper oss att förstå hur solens atmosfär driver ut partiklar i rymden; GOLD övervakar förändringar i rymden nära jorden, många av dem drivs av ständigt föränderlig solaktivitet. De två synpunkterna stöder heliofysikens fokus på vår stjärna och hur den påverkar rymdens natur – och, i tur och ordning, planeternas atmosfärer och mänsklig teknik.
I början av september, var och en av Parker Solar Probes fyra instrumentsviter slog på och gav sina första observationer på rymdfarkostens resa till solen. Även om data ännu inte är exempel på de viktigaste vetenskapliga observationerna som rymdfarkosten kommer att ta närmare solen, de visar att vart och ett av instrumenten fungerar bra.
Instrumenten arbetar tillsammans för att mäta solens elektriska och magnetiska fält, och partiklar från solen och solvinden. De tar också bilder av solvindsmiljön runt rymdfarkosten. Uppdragets första närgång till solen kommer att ske i början av november 2018, men även nu, fortfarande utanför Venus omloppsbana, instrumenten indikerar att de är redo att samla in mätningar av vad som händer i solvinden.
"Alla instrument returnerade data som inte bara tjänar till kalibrering, men fångar också glimtar av vad vi förväntar oss att de ska mäta nära solen för att lösa solatmosfärens mysterier, corona, sa Nour Raouafi, Parker Solar Probe-projektforskare vid Johns Hopkins University Applied Physics Lab i Laurel, Maryland.
WISPR, uppdragets enda inbyggda imager, tog de första ögonblicksbilderna från resan till solen den 9 september, 2018. På samma sätt, instrumentsviten FIELDS gav de första magnetfältsobservationerna och fångade till och med en skur av radiovågor, signaturer av en solflamma. Ett av SWEAP-instrumenten provade sin första vindpust av solvind, och IS?IS-instrumentet – uttalas "ee-sis" och inklusive symbolen för solen i dess akronym – mätte framgångsrikt den energiska partikelmiljön.
GOLDs första ljus följde nära Parker Solar Probes. Den 11 september instrumentet GULD – en förkortning för Global-scale Observations of the Limb and Disk – slogs på och öppnade locket för att skanna jorden för första gången, returnerar en heldiskbild av västra halvklotet i ultraviolett. I denna ljusvåglängd, som är osynligt för det mänskliga ögat, GOLD gör det möjligt för forskare att se temperatur och sammansättning i global skala i den dynamiska region där jordens övre atmosfär möter rymden.
Första ljusdata från GOLD fångades klockan 06.00 lokal tid, nära soluppgången i östra Sydamerika, och visar den ultravioletta atomära syreemissionen från jordens övre atmosfär. Färgerna motsvarar emissionens ljusstyrka, med den starkaste i rött och den svagaste i blått. Utsläppet produceras på höjder runt 100 miles över ytan (notera hur det sträcker sig över jordens yta vid horisonten), när jordens övre atmosfär absorberar högenergifotoner och partiklar. Norrsken, längst upp och längst ner på bilden, och dagtid luftglöd, på den högra sidan, är också synliga. En ultraviolett stjärna, 66 Ophiuchi, är synlig ovanför jordens västra horisont. Kredit:NASA/LASP/GOLD
Idrifttagningen av GULD började den 4 september och kommer att pågå till början av oktober, medan teamet fortsätter att förbereda instrumentet för sitt planerade tvååriga vetenskapsuppdrag.
"GULD-uppdraget är en spelomvandlare, tillhandahåller aldrig tidigare skådade bilder av väder i övre atmosfären som liknar de allra första terrestra vädersatelliterna, sa Sarah Jones, GULD-uppdragsforskare vid NASA:s Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland. "Dessa globala bilder av gränsen mellan jorden och rymden kommer att göra det möjligt för forskare att börja reta effekterna från solen jämfört med de som kommer från jordens väder under."
Med uppdrag både nära och fjärran, som bokstöd i den stora delen av rymden mellan solen och jorden, forskare är ivriga att fylla kunskapsluckor i vår förståelse av det komplexa sambandet mellan solaktivitet och förhållandena på jorden.
Historiskt svårt att observera, regionen GULD-studier är föga förstådda och kan genomgå dramatiska förändringar på så lite som en timme. GULD – som upptar geostationär omloppsbana, svävar 22, 000 miles över västra halvklotet – kommer att ge uppdateringar timme för timme om de ständigt föränderliga förhållandena i rymden nära jorden, känt som rymdväder. Förändringar i rymdvädret kan förvränga rymdfärdskommunikationssignaler, störa elektronik ombord på satelliter, utsätta astronauter i fara och när de är som mest allvarliga, störa elnäten.
Under tiden, Parker Solar Probe kommer att resa in i den flammande koronan, närmare solen än någon rymdfarkost före den. Uppdraget försöker svara på grundläggande frågor om solen – frågor som ligger till grund för att förstå hur solaktiviteten formar rymdvädret över hela solsystemet.
De första bilderna från WISPR, förkortning för Wide-field Imager för Parker Solar Probe. Forskare studerade bilderna för att fastställa att instrumentet var riktat som förväntat, med hjälp av himmelska landmärken som guide. Den vänstra bilden visar Vintergatan, tittar på det galaktiska centrumet. I den högra bilden, det finns en distinkt samling av fyra stjärnor nära den högra kanten som finns i stjärnbilden Scorpius. Planeten Jupiter är också synlig i den högra bilden som det ljusa föremålet något höger om mitten. Solen, syns inte på bilden, är långt borta till höger om bildens högra kant. Kredit:NASA/Naval Research Laboratory/Parker Solar Probe
TESS är ett NASA Astrophysics Explorer-uppdrag som leds och drivs av MIT i Cambridge, Massachusetts, och förvaltas av Goddard. Dr. George Ricker från MIT:s Kavli-institut för astrofysik och rymdforskning fungerar som huvudutredare för uppdraget. Ytterligare partners inkluderar Northrop Grumman, baserad i Falls Church, Virginia; NASA:s Ames Research Center i Kaliforniens Silicon Valley; Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics i Cambridge, Massachusetts; MIT:s Lincoln Laboratory i Lexington, Massachusetts; och Space Telescope Science Institute i Baltimore. Mer än ett dussin universitet, forskningsinstitut och observatorier över hela världen deltar i uppdraget.
Parker Solar Probe är en del av NASA:s Living with a Star Program, eller LWS, att utforska aspekter av sol-jord-systemet som direkt påverkar livet och samhället. LWS leds av Goddard för Heliophysics Division av NASA:s Science Mission Directorate i Washington. Johns Hopkins APL sköter Parker Solar Probe-uppdraget för NASA. APL designad, byggde och driver rymdfarkosten.
GOLD är ett NASA-uppdrag som ger möjlighet som en del av Heliophysics Explorer Program. Goddard hanterar Explorer-programmet för Heliophysics Division av NASA:s Science Mission Directorate i Washington. Den är utformad för att ge frekventa, Tillgång till rymden till låg kostnad med hjälp av huvudforskareledda rymdvetenskapliga undersökningar som är relevanta för myndighetens astrofysik- och heliofysikprogram. GOLD leds av University of Central Florida. Laboratory for Atmospheric and Space Physics vid University of Colorado Boulder byggde och driver instrumentet. GOLD-instrumentet är värd för en kommersiell kommunikationssatellit, SES-14, byggd av Airbus för Luxemburg-baserad satellitoperatör, SES.
