美国宇航局的双胞胎提供戒指电流的持续覆盖

自2008年以来，美国宇航局的两个双胞胎航天器一直在提供环电流的间谍视图 - 环绕地球的带电粒子的呼啦圈。

自2008年推出以来，两种广角成像中性 - 原子光谱仪（双胞胎）卫星一直向地球磁层的数据提供科学家，以及振铃电流的第一和唯一立体视图。

周围地球是一个称为磁层的动态区域。该地区由磁力和电力，来自太阳的能量和材料，以及不同的波浪和过程不同，与地球收集物理学中的通常经历。在这种不断变化的磁气泡内嵌在于，甜甜圈通常与地球赤道对齐。被称为环电流，它的打蜡和衰弱是我们行星周围的空间天气的重要部分，能够在地面上诱导磁波动以及将破坏性表面电荷传递到航天器上。

2008年6月15日，一套新的仪器开始了这个神秘地区的立体影像。这些卫星轨道被称为两个广角成像中性 - 原子光谱仪或双胞胎，这些卫星在广泛分离的平面中提供了一个响亮的环电流的第一和立体声视图。当通过离子碰撞产生时，双胞胎映射从环电流射击的能量中性原子。

在五年的运营中，双胞胎地图提供了三维图像和该地区的全局特征。观察者追踪磁极磁层如何应对空间天气风暴，其特征在于磁性层内各种结构的全局信息，以及改善可用于模拟大量事件的磁性影像的模型。

“有了两套卫星，我们可以看到两套同时的图像，我们可以看到完全是新的东西，”NASA在马里兰州Greenbelt的戈达德太空飞行中心的双胞胎项目科学家梅清Fok表示。“这是第一个立体能量中立的特派团任务，它改变了我们理解振铃电流的方式。”

每个航天器都是一个叫做Molniya轨道的高度椭圆形的轨道，在此期间，航天器将大部分时间花在地球上大约20,000英里，在那里他们得到了磁性层的景观。最初为期两年的使命推出，双胞胎在2010年正式扩展了三年，另外一些多年的延期待定。在那个时候，双胞胎与其他NASA任务一起携手合作，提供有关地球磁层的信息。

“我们在过去五年中做了一些梦幻般的新研究，”德克萨斯州圣安克西奥的西南研究所的双胞胎主要调查员David Mccomas说。“作为机会的使命，这是一个非常便宜的使命，它继续归还令人难以置信的科学。”

双胞胎科学基于两个可以跟踪中性原子的仪器。第一是当中性原子与离子碰撞时，记录自然流自然流动的原子的中性原子成像仪。这允许仪器将原始离子遥远地映射 - 好像它可以看到我们看到光的方式 - 而不是仅收集来自它通过的空间区域。

“在过去20年的过程中，一个完全新的技术演变，所以我们可以观察到带电粒子，例如环电流，远程，”McComas说。“带电粒子有时与缓慢移动中性粒子碰撞，在这种情况下，来自地球高度扩展的大气层的中性群体，地理罗纳。”

当发生这种情况时，从慢性中性原子到快速离子的电子跳跃，所以现在前者被充电，后者中性。这种新中性速度沿直向方向速度脱落，由地球周围的磁场线展开，该磁场线引导并控制带电粒子的运动。双胞胎收集这种快速中性粒子，并从该数据科学家们可以向后工作以映射原始离子的位置和运动。

双胞胎上的其他仪器是莱曼α检测器，可以从远处测量氢的密度，在这种情况下，观察到地球周围的氢云。

最重要的是，这些仪器都存在于两只双胞胎航天器上。在过去五年中的大部分成功研究依赖于从两个观点观察这些中立者的能力，使科学家不仅可以分析速度和粒子的数量，而且还要确定粒子留下其原始碰撞的角度。立体声愿景促成了磁性影片如何对太空天气风暴作出反应的详细视点：由于冠状体重射出的影响而导致的冠状体重被从太阳朝向地球朝向地球，并且由于太阳风中的入口扭曲而被称为CO - 互动区域。双胞胎还透露，在地球的每一侧，离子在地球周围行驶的桨距角。这些信息有助于科学家决定离子是否更可能从环电流输出到空间或最终漏洞到地球。

“双胞胎是一个立体化的使命，提供了来自两个有利位置的中立原子的第一个观察，但是两个航天器给我们另一个优势，”戈达德岛的磁体科学家纳塔利娅Buzulukova说，他们与双胞胎数据一起工作。“两个航天器提供持续的环电流覆盖，因为一组仪器总是具有视图。”

因为航天器轨道不同步，它们每天都提供几小时的立体成像，但总是至少有一个航天器展开事件如何展开。在双胞胎之前，航天器可能会看到在戒指电流中达到诱饵过程，仅在其轨道脱离视野之前仅近一短暂。在航天器回到第二个外观之前，这一事件可能已经完成。

这种连续性已经证明是有用的，可以确定导致环电流中的颗粒是否会向地倾斜的管道以及提供地球后面尾随后面的全球温度图，该颗粒。此类地图以前仅从模型和统计分析中推断出来，从未从实际观察到的全面数据集中推断出来。

Lyman-alpha仪器已以两种方式使用。有一件事，它量化了地理罗罗罗纳，以更好地了解它如何影响环电流中的碰撞。它还向我们提供了关于地理罗罗罗纳本身的更多信息。此前，研究人员认为它是一个相当简单的球体。这两个双胞胎仪器已经表明它是多么不对称，随着太阳循环，季节，甚至一天时间而变化。

这款防火软管的Twins数据的最重要特色是它有助于改善环形电流和其余磁层的计算机模拟。通过精确的计算机模型，科学家可以更好地预测磁性影片将如何对任何给定的空间发生反应。

“我们用两个航天器获得两个真正独特的东西：立体化成像和连续覆盖。麦克马斯说，我们得到的观察结果很棒。““这是一个非常强大的工具组合。”

双胞胎是一个探险家的机会使命。西南研究所与国家和国际合作伙伴的团队带来双胞胎。戈达德设法华盛顿州华盛顿州NASA科学任务局的探险员计划。

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图像：J. Goldstein / SWRI