#奇空间探索[超话]#范艾伦探测器为最终坠入地球大气层做准备
在过去六年半的时间里，美国宇航局的两艘航天器一直在绕地球轨道飞行，反复飞越一个带电粒子构成的危险区域，这个区域被称为范艾伦辐射带（Van Allen radiation belt）。双范艾伦探测器（Van Allen Probes）证实了科学理论，揭示了在这些动态区域中起作用的新结构、组成和过程。
今年2月，约翰·霍普金斯应用物理实验室的范艾伦探测器任务操作小组，开始了一系列的轨道下降操作，这些操作将定位卫星，最终在大约15年后重返地球大气层。小组的务是获得大量的科学数据，同时确保防止更多的太空碎片，以便下一代也有机会探索太空。
最初被设计为为期两年的任务，因为没有人相信航天器能在环绕地球的严酷辐射带中生存得更长，这些坚固的航天器自2012年以来一直在安全运行，并继续推动有关范艾伦辐射带的突破性发现。
地球的辐射带是由被困在地球永恒轨道上的带电粒子(质子和电子)组成的。
通过研究地球上与之相关辐射带的物理学，并将我们的世界作为一个自然实验室，科学家可以了解这些结构如何在宇宙中磁场作用的其他物体周围发挥作用。地球周围的磁场产生了一个称为磁层的气泡，它保护地球免受太阳等离子体爆炸的伤害。但它也能捕获粒子，并最终将这些高能粒子群安置在地球周围的辐射带中。
一个复杂的过程链发生在这个近地环境中，就像一个巨大的粒子加速器，将一些粒子加速到接近光速。辐射带中的这些高能量粒子会对太空作业造成许多危害。在太阳风暴期间，情况会变得更糟，这些带可能会膨胀，威胁到附近的航天器。
我们的磁场能很好地保护我们免受太阳风的伤害，但是它们的一些能量可以穿透到地球磁场的深处，并通过各种各样的机制为辐射带提供能量。当这种情况发生时，位于辐射带内的宇宙飞船最好当心：前方会出现短路、电脑内存中断和仪器故障等问题。
范艾伦探测器的设计和建造都是为了在这种极端的环境中保持良好的运行，它们能够承受如此恶劣的环境令它们的建造者都感到惊讶。
在过去的6年半里，范艾伦探测器已经绕磁层完成了三个完整的循环，并测量了100多个地磁风暴。范艾伦探测器验证并量化了先前提出的理论，发现了可以塑造近地高能粒子群的新机制，并使用了独特的功能强大的仪器，揭示了以前的传感器几乎看不到的特征。
范艾伦探测器提供的粒子和波的信息已被证明是空间物理研究的宝库。发现和观测包括多个带结构，包括发射后不久观察到的第三个辐射带；粒子加速过程的明确答案；并且发现了一个几乎无法穿透的屏障区域，阻止最快、能量最高的电子到达地球。
自2012年8月30日从佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地发射以来，这两个范艾伦探测器给科学家们带来了对辐射带内部构造和过程的前所未有的了解。这些两个称为航天器A和B的探测器是第一艘设计用于在辐射带内运行和研究数年的航天器。由于环境的破坏危险，大多数航天器的任务都避开了辐射带。
为了保护航天器的敏感电子设备，研究小组在仪器周围增加了防护罩，防止电荷积聚。所有集成电路的设计都是为了在辐射带中生存，飞船有一个故障管理和自动控制系统，它通过重置电子设备来应对单一事件的影响来减轻环境的影响。
航天器和仪器的寿命和弹性意味着，它们不仅仍在向地球传送大量数据，而且还在向航天器工程师传授辐射带的操作知识。
范艾伦探测仪本质上已经成为了解电子和材料如何在强辐射下存活的一个实时测试设备，在轨道上的六年半为模型提供了新的数据，用来决定如何制造、如何选择以及如何预测轨道上零件和材料的性能。
航天器继续以最佳状态运行，推进剂供应充足。然而，NASA的规定要求所有航天器在任务结束后的25年内控制脱离轨道和脱离轨道。为了满足这一要求，范·艾伦探测器团队在2017年开始计划如何将航天器降落到轨道上，轨道最终会衰减，并导致航天器重新进入大气层，安全解体。如果不进行这些操作，范艾伦探测器将继续在轨道上运行数百年甚至数千年，给未来的卫星活动带来潜在的问题。
为了降低航天器的高度，任务操作小组必须在轨道上某个特定的位置，在一年中的某个时间进行操作，而且必须分阶段进行操作，而不是一次长时间的发动机燃烧。
当航天器处于远离地球的最高轨道点，或称为远地点时，它需要机动。理想情况下，工程师会在一天之内通过一次机动改变所有的轨道。然而，受到推进器能力的限制，它通常只用于非常小的机动，以稍微调整轨道或指向。因此，工程师必须把变轨分成更小的部分来实现这个目标。
范艾伦探测器任务在描绘辐射带特征方面做了巨大的工作，并为我们提供了推断辐射带内部情况所需的全面信息。六年多来不断的兴奋和发现为我们提供了必要的信息，以确保宇宙飞船能够在人类已知的一些最恶劣的环境中生存。事实上，经过这么多年，这些航天器及其所有仪器几乎毫发无损地幸存下来，这本身就是一项成就，也是关于如何设计航天飞机的一个教训
在过去六年半的时间里，美国宇航局的两艘航天器一直在绕地球轨道飞行，反复飞越一个带电粒子构成的危险区域，这个区域被称为范艾伦辐射带（Van Allen radiation belt）。双范艾伦探测器（Van Allen Probes）证实了科学理论，揭示了在这些动态区域中起作用的新结构、组成和过程。
今年2月，约翰·霍普金斯应用物理实验室的范艾伦探测器任务操作小组，开始了一系列的轨道下降操作，这些操作将定位卫星，最终在大约15年后重返地球大气层。小组的务是获得大量的科学数据，同时确保防止更多的太空碎片，以便下一代也有机会探索太空。
最初被设计为为期两年的任务，因为没有人相信航天器能在环绕地球的严酷辐射带中生存得更长，这些坚固的航天器自2012年以来一直在安全运行，并继续推动有关范艾伦辐射带的突破性发现。
地球的辐射带是由被困在地球永恒轨道上的带电粒子(质子和电子)组成的。
通过研究地球上与之相关辐射带的物理学，并将我们的世界作为一个自然实验室，科学家可以了解这些结构如何在宇宙中磁场作用的其他物体周围发挥作用。地球周围的磁场产生了一个称为磁层的气泡，它保护地球免受太阳等离子体爆炸的伤害。但它也能捕获粒子，并最终将这些高能粒子群安置在地球周围的辐射带中。
一个复杂的过程链发生在这个近地环境中，就像一个巨大的粒子加速器，将一些粒子加速到接近光速。辐射带中的这些高能量粒子会对太空作业造成许多危害。在太阳风暴期间，情况会变得更糟，这些带可能会膨胀，威胁到附近的航天器。
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为了保护航天器的敏感电子设备，研究小组在仪器周围增加了防护罩，防止电荷积聚。所有集成电路的设计都是为了在辐射带中生存，飞船有一个故障管理和自动控制系统，它通过重置电子设备来应对单一事件的影响来减轻环境的影响。
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航天器继续以最佳状态运行，推进剂供应充足。然而，NASA的规定要求所有航天器在任务结束后的25年内控制脱离轨道和脱离轨道。为了满足这一要求，范·艾伦探测器团队在2017年开始计划如何将航天器降落到轨道上，轨道最终会衰减，并导致航天器重新进入大气层，安全解体。如果不进行这些操作，范艾伦探测器将继续在轨道上运行数百年甚至数千年，给未来的卫星活动带来潜在的问题。
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