Data som samlats in med instrumentet Magnetometer (MAG) under utplaceringen av instrumentbommen på ESA:s rymdfarkost Solar Orbiter visar hur magnetfältet minskar från närheten av rymdfarkosten till där instrumenten faktiskt är utplacerade. Solar Orbiter lanserades den 10 februari 2020 från NASA:s Kennedy Space Center i Cape Canaveral, Florida. Magnetometerns två sensorer stängdes av cirka 21 timmar efter lyftet, och bommen ägde rum nästan tre dagar efter lyftet, den 12 februari. Första mätningarna från MAG, mottogs efter utplaceringen av högförstärkningsantennen den 13 februari, visa nivån på magnetfältsminskningen med ungefär en storleksordning under den totala 30-minuters utbyggnadssekvensen. I början, data reflekterade mestadels rymdfarkostens magnetfält, I slutet av förfarandet, forskare fick den första glimten av det betydligt svagare magnetfältet i den omgivande miljön. Data i den här bilden visar utplaceringen av det andra bomsegmentet, som startade runt 19:04 UTC. Den högra halvan av grafen visar värdet på det interplanetära magnetfältet. Solar Orbiter har en svit med 10 instrument, innefattande in situ och fjärranalys, att observera den turbulenta solytan, solens heta yttre atmosfär, och förändringar i solvinden. Fjärravkännande nyttolaster kommer att utföra högupplösta bilder av solens atmosfär – koronan – såväl som solskivan. In situ instrument kommer att mäta solvinden och solens magnetfält i närheten av orbiter. Solar Orbiter är ett ESA-ledd uppdrag med starkt NASA-deltagande. Huvudentreprenören är Airbus Defence and Space i Stevenage, STORBRITANNIEN. Kredit:ESA; Data:ESA/Solar Orbiter/MAG
De första mätningarna av ett vetenskapsinstrument från Solar Orbiter nådde marken torsdagen den 13 februari och gav en bekräftelse till de internationella forskarteamen att magnetometern ombord är i god hälsa efter en framgångsrik utplacering av rymdfarkostens instrumentboom.
Solar Orbiter, ESA:s nya solutforskande rymdfarkost, lanseras måndagen den 10 februari. Den bär tio vetenskapliga instrument, varav fyra mäter egenskaperna hos miljön runt rymdfarkosten, speciellt elektromagnetiska egenskaper hos solvinden, strömmen av laddade partiklar som strömmar från solen. Tre av dessa 'in situ'-instrument har sensorer placerade på den 4,4 m långa bommen.
"Vi mäter magnetiska fält tusentals gånger mindre än de vi känner till på jorden, " säger Tim Horbury från Imperial College London, Huvudutredare för magnetometerinstrumentet (MAG). "Till och med strömmar i elektriska ledningar gör magnetfält mycket större än vad vi behöver mäta. Det är därför våra sensorer är på en bom, för att hålla dem borta från all elektrisk aktivitet inuti rymdfarkosten."
Observera magnetfält när bommen utlöses
Markkontrollanter vid European Space Operations Center i Darmstadt, Tyskland, kopplade på magnetometerns två sensorer (en nära slutet av bommen och den andra nära rymdfarkosten) cirka 21 timmar efter lyftet. Instrumentet registrerade data innan, under och efter bommens utbyggnad, gör det möjligt för forskarna att förstå rymdfarkostens inverkan på mätningar i rymdmiljön.
Data som samlats in med instrumentet Magnetometer (MAG) under utplaceringen av instrumentbommen på ESA:s rymdfarkost Solar Orbiter visar hur magnetfältet minskar från närheten av rymdfarkosten till där instrumenten faktiskt är utplacerade. Solar Orbiter lanserades den 10 februari 2020 från NASA:s Kennedy Space Center i Cape Canaveral, Florida. Magnetometerns två sensorer stängdes av cirka 21 timmar efter lyftet, och bommen utplacerades nästan tre dagar efter lyftet, den 12 februari. Första mätningarna från MAG, mottogs efter utplaceringen av högförstärkningsantennen den 13 februari, visa nivån på magnetfältsminskningen med ungefär en storleksordning under den totala 30-minuters utbyggnadssekvensen. I början, data reflekterade mestadels rymdfarkostens magnetfält, I slutet av förfarandet, forskare fick den första glimten av det betydligt svagare magnetfältet i den omgivande miljön. Data i denna animerade grafik visar utplaceringen av det andra boomsegmentet, som startade runt 19:04 UTC. Den högra halvan av grafen visar värdet på det interplanetära magnetfältet. Solar Orbiter har en svit med 10 instrument, innefattande in situ och fjärranalys, att observera den turbulenta solytan, solens heta yttre atmosfär, och förändringar i solvinden. Fjärravkännande nyttolaster kommer att utföra högupplösta bilder av solens atmosfär – koronan – såväl som solskivan. In situ instrument kommer att mäta solvinden och solens magnetfält i närheten av orbiter. Solar Orbiter är ett ESA-ledd uppdrag med starkt NASA-deltagande. Huvudentreprenören är Airbus Defence and Space i Stevenage, STORBRITANNIEN. Kredit:Rymdfarkost:ESA/ATG Medialab; Data:ESA/Solar Orbiter/MAG
"Datan vi fick visar hur magnetfältet minskar från närheten av rymdfarkosten till där instrumenten faktiskt är utplacerade, ", tillägger Tim. "Detta är en oberoende bekräftelse på att bommen faktiskt har utlösts och att instrumenten kommer, verkligen, tillhandahålla korrekta vetenskapliga mätningar i framtiden."
När titan/kolfiberboomen sträckte ut sig över en total 30-minutersperiod på onsdagen, nästan tre dagar efter lyftet, forskarna kunde observera nivån på magnetfältet minska med ungefär en storleksordning. Medan de i början såg mestadels rymdfarkostens magnetfält, i slutet av proceduren, de fick den första glimten av det betydligt svagare magnetfältet i den omgivande miljön.
"Mäter innan, under, och efter bommens utbyggnad hjälper oss att identifiera och karakterisera signaler som inte är kopplade till solvinden, såsom störningar som kommer från rymdfarkostplattformen och andra instrument, säger Matthieu Kretzschmar, av Laboratoire de Physique et Chimie de l'Environnement et de l'Espace i Orleans, Frankrike, Leda medutredare bakom en annan sensor placerad på bommen, högfrekvensmagnetometern för instrumentet Radio and Plasma Waves instrument (RPW).
"Rymdfarkosten genomgick omfattande tester på marken för att mäta dess magnetiska egenskaper i en speciell simuleringsanläggning, men vi kunde inte helt testa denna aspekt förrän nu, i rymden, eftersom testutrustningen vanligtvis hindrar oss från att nå den nödvändiga mycket låga nivån av magnetfältsfluktuationer, " han lägger till.
Nästa, instrumenten måste kalibreras innan sann vetenskap kan börja.
Uppvärmning för vetenskap
Märkt diagram som visar en utskärning av Solar Orbiters svit med tio vetenskapliga instrument som kommer att studera solen. Det finns två typer:in situ och fjärranalys. Instrumenten på plats mäter förhållandena runt själva rymdfarkosten. Fjärravkänningsinstrumenten mäter vad som händer på stora avstånd. Tillsammans, båda datauppsättningarna kan användas för att få ihop en mer komplett bild av vad som händer i solens korona och solvinden. Kredit:ESA/ATG medialab
"Fram till slutet av april, vi kommer gradvis att slå på instrumenten på plats och kontrollera om de fungerar korrekt, " säger Yannis Zouganelis, ESA:s biträdande projektforskare för uppdraget Solar Orbiter. "I slutet av april, vi kommer att få en bättre uppfattning om instrumentens prestanda och förhoppningsvis börja samla in första vetenskapliga data i mitten av maj."
Förutom instrumentbommen, utplaceringen av tre antenner av RPW-instrumentet, som kommer att studera egenskaperna hos elektromagnetiska och elektrostatiska vågor i solvinden, genomfördes framgångsrikt tidigt på torsdagen den 13 februari. Data från dessa specifika utbyggnader behöver fortfarande analyseras.
Förutom de fyra in situ-instrumenten, Solar Orbiter bär sex fjärravkänningsinstrument, i huvudsak teleskop, som kommer att avbilda solens yta vid olika våglängder, få den närmaste visningen någonsin av vår förälderstjärna.
"Fjärravkänningsinstrumenten kommer att tas i drift under de kommande månaderna, och vi ser fram emot att testa dem ytterligare i juni, när Solar Orbiter kommer närmare solen, " tillägger Yannis.
Att reda ut solens mysterier
Kombinationen av båda uppsättningarna av instrument kommer att göra det möjligt för forskare att koppla det som händer på solen till de fenomen som mäts i solvinden, gör det möjligt för dem att ta itu med mysterier som den 11-åriga cykeln av solaktivitet, genereringen av solens magnetfält och hur solvindspartiklar accelereras till höga energier.
"De tio instrumenten ombord på vårt uppdrag kommer att spela tillsammans som instrument i en orkester, " säger ESA Solar Orbiter-projektets forskare Daniel Müller. "Vi har precis börjat repetitionen, och en efter en, ytterligare instrument kommer att ansluta sig. När vi väl är klara, om några månader, vi kommer att lyssna på solens symfoni."
