I dag, mer än 16 år med rymd-väderdata är offentligt tillgängligt för första gången i historien. Uppgifterna kommer från rymd-vädersensorer som utvecklats av Los Alamos National Laboratory ombord på landets Global Positioning System (GPS) satelliter. Den nyligen tillgängliga data ger forskare en skattkista av mätningar de kan använda för att bättre förstå hur rymdväder fungerar och hur man bäst skyddar kritisk infrastruktur, som nationens satelliter, flygplan, kommunikationsnät, navigationssystem, och elnät.

"Instrument för övervakning av rymdväder som utvecklats i Los Alamos har använts på GPS-satelliter i decennier, "sa Marc Kippen, programchefen i Los Alamos. "I dag, 23 av landets mer än 30 GPS-satelliter i omloppsbana bär dessa instrument. När du multiplicerar antalet satelliter som samlar in data med antalet år de har gjort det, den uppgår till mer än 167 satellitår. Det är verkligen en oöverträffad mängd information. "

Extrema rymdväderhändelser har potential att avsevärt hota säkerheten och egendomen på jorden, i luften, och i rymden. Till exempel, risken för ökad strålningsexponering från laddade partiklar som släpps ut under en stor soluppblåsning kan kräva att flyg avleds från en polarväg. Liknande, plötsliga utbrott av plasma- och magnetfältstrukturer (koronala massutstötningar, eller CME) från solens atmosfär och höghastighets solvind kan avsevärt inaktivera stora delar av elnätet. De resulterande kaskadfel kan störa flygtrafikkontrollen, störa vattentillförseln, och stör livräddande medicinsk utrustning.

I rymden, de laddade partiklarna som mäts av Los Alamos-GPS-sensorerna är den primära gränsen för hur länge en satellit kan fungera i rymden innan de viker för de skadliga effekterna av strålning. I extrema händelser kan dessa partiklar orsaka funktionsfel i satelliter eller till och med katastrofala fel på hela satellitsystem. Till exempel, i april 2010, en stor magnetisk störning resulterade i ett kommunikationsfel, orsakar att en satellit okontrollerbart driver i rymden och utgör en fara för närliggande satelliter. För närvarande, forskare kan inte förutsäga när dessa extrema händelser kommer att inträffa, hur starka de kommer att vara, eller hur allvarliga effekterna kommer att bli. Utgivningen av Los Alamos-GPS-data möjliggör nya studier som hjälper dig att svara på dessa frågor.

Los Alamos-GPS-sensorerna mäter kontinuerligt energi och intensitet hos laddade partiklar, främst elektroner och protoner, energiserad och instängd i jordens magnetfält. Dessa fångade partiklar bildar Van Allen strålningsbälten, som är mycket dynamiska - varierar i tidsskalor från minuter till decennier. Från GPS -bana (ungefär 12, 600 mil över jorden), satellitburna sensorer sonderar det största strålningsbältet-som huvudsakligen består av energiska elektroner. Var och en av de 23 sensorerna i den nuvarande GPS -konstellationen gör detaljerade mätningar av banden var sjätte timme. Tillsammans ger sensorerna 92 ​​fullständiga mätningar av banden varje dag. De nyligen släppta mätningarna utgör ett nästan kontinuerligt globalt register över variationen i detta strålningsbälte under de senaste 16 åren, inklusive hur den reagerar på solstormar. Data ger en ovärderlig rekord för att förstå strålningsbältesvariabilitet som är nyckeln till att utveckla effektiva rymdväderprognosmodeller.

Los Alamos har väntat sig större medvetenhet om nationens sårbarhet för rymdväder sedan 1990 -talet, när den började anpassa sin rymdväderforskningsverksamhet till sitt kritiska infrastrukturprogram. "Detta ledde till en medvetenhet om att vi kunde utöka nyttan av våra rymd-väderdata till program utöver de specifika kraven de var utformade för, sa Kippen.

Offentliggörandet av GPS-energipartikeldata genomfördes enligt villkoren i en verkställande order från Vita huset från oktober 2016. Det kulminerar år av arbete mellan Office of Science and Technology Policy och National Security Council för att samordna insatser mellan myndigheter som syftar till förbättrad förståelse, förutsägelse och beredskap för potentiellt förödande rymdväderhändelser. Det specifika målet med att släppa data om rymdväder från tillgångar från nationell säkerhet, till exempel GPS-satelliter, är att möjliggöra ett brett vetenskapligt engagemang från samhället för att förbättra validering av rymdväder och förbättringar av rymdväderprognoser och lägesmedvetenhet.