Utvecklad av U.S. Naval Research Laboratory Plasma Physics Division, i samarbete med avdelningen för rymdfarkoster, Space PlasmA Diagnostic suitE-experimentet (SPADE) som lanserades från Kennedy Space Center i Florida till den internationella rymdstationen ombord på SpaceX Dragon-återförsörjningsuppdraget (CRS-17), 4 maj.

Integrerad på Space Test Program-Houston 6 (STP-H6) pall, SPADE är utformad för att övervaka bakgrundsplasmaförhållandena i den internationella rymdstationen och ge tidig varning om uppkomsten av farliga nivåer av rymdskeppsladdning.

Rymdmiljön är fylld med en samling elektriskt laddade partiklar, plasma, och egenskaper som beror på varierande solförhållanden. Satellitoperationer i rymden kräver kontinuerligt övervakade plasmaförhållanden och de resultat den har på rymdfarkoster.

Dr Erik Tejero, en plasmafysiker vid NRL:s Plasma Physics Division, jämförde effekterna av laddning av rymdfarkoster med den elektriska laddning som uppstår när man går över en matta.

"Även om chocken du får från din matta inte är farlig, en plötslig urladdning i rymden kan utgöra ett allvarligt hot eller kostsamma skador på känslig satellitelektronik, sa Tejero.

För närvarande, det finns inga enkla, dedikerade sensorer för att övervaka laddning av rymdfarkoster.

SPADE-experimentet är utformat för att demonstrera instrumentets svar på små förändringar i plasmahöljet. Detta kallas ofta för Debye-slidan som bildas runt ett laddat föremål som ger en unik NRL-utvecklad metod för tidig upptäckt.

En komponent i SPADE-sviten består av en aktiv antenn som används för att excitera den lokala plasman och en passiv antenn som observerar exciteringen.

Den aktiva sonden svepas över ett intervall av frekvenser och DC-spänningsförspänningar för att bestämma plasmaimpedansspektrumet.

Impedansmätningen hjälper sedan att bestämma plasmans fysikaliska egenskaper, såsom densitet, plasmapotential och elektrontemperatur. Den tillhandahåller data för att indikera laddningsnivån för den internationella rymdstationen i förhållande till den lokala plasman.

"Detta är en indikation på plasmans "motstånd" mot strömflöde vid varje inställning, sa Tejero.

"Laboratorieundersökningar har illustrerat att NRL-impedansproben kan ge användbar data i driftsregimer där andra tekniker är mindre genomförbara, ", sa han. "Detta öppnar många nya möjligheter för mätningar i industriellt bearbetade plasma och i experiment med urladdning av atmosfäriskt tryck."

Det årslånga uppdraget kommer att testa SPADEs förmåga att upptäcka farliga stationsladdningshändelser och tillhandahålla långsiktiga register över rymdväderförhållanden.