CBK PAN w misji NASA Interstellar Mapping and Acceleration Probe (IMAP)

IMAP

Centrum Badań Kosmicznych PAN będzie partnerem w misji kosmicznej NASA Interstellar Mapping and Acceleration Probe (IMAP), której start przewidziany jest w 2024 roku. CBK PAN umieści na satelicie IMAP fotometr dwukanałowy GLOWS (GLObal solar Wind Structure), który zostanie zbudowany wspólnie z partnerami z Niemiec. W misji IMAP uczestniczyć będą zarówno naukowcy, jak i zespół inżynieryjny z CBK PAN odpowiedzialny za budowę i integrację GLOWS.

Celem misji IMAP jest lepsze poznanie heliosfery i jej oddziaływania z najbliższym otoczeniem galaktycznym Słońca oraz badanie procesów rozpędzania cząstek promieniowania kosmicznego. Decyzję o realizacji misji NASA ogłosiła w Waszyngtonie 1 czerwca br.

IMAP zostanie zrealizowany przez międzynarodowy zespół pod kierownictwem profesora Davida J. McComasa z Uniwersytetu Princeton, a realizację projektu koordynować będzie Applied Physics Laboratory (APL) z Uniwersytet Johnsa Hopkinsa . IMAP wyposażony będzie w dziesięć instrumentów naukowych, z których jeden powstanie w CBK PAN we współpracy z partnerami z Uniwersytetu w Bonn i Uniwersytetu w Bochum w Niemczech. IMAP działać będzie w pobliżu tzw. punktu libracji L1 między Ziemią a Słońcem, ok. 1,5 mln km od Ziemi.

Zespół uczonych i inżynierów z CBK PAN, kierowany przez dra hab. Macieja Bzowskiego z Zakładu Fizyki Układu Słonecznego i Astrofizyki (ZFUSiA) w CBK PAN, zaproponował wyposażenie IMAP w fotometr dwukanałowy GLOWS do obserwacji fluorescencyjnej poświaty heliosferycznej w liniach Lyman-α neutralnego wodoru (121,6 nm) i helu (58,4 nm). Planowane obserwacje umożliwią zbadanie zależności strumienia wiatru słonecznego od szerokości heliograficznej oraz temperaturę elektronów w wietrze słonecznym w odległości kilkunastu promieni słonecznych od powierzchni Słońca, czyli w obszarze niedostępnym do bezpośrednich badań przez sondy kosmiczne. Ponadto uczeni z ZFUSiA prowadzić będą badania neutralnego gazu międzygwiazdowego, wnikającego do wnętrza heliosfery, w ramach eksperymentu IMAP-Lo, kierowanego przez prof. Nathana Schwadrona i prof. Eberharda Moebiusa z Uniwersytetu New Hampshire. Wyniki tych badań pozwolą na lepsze zrozumienie oddziaływania wiatru słonecznego z materią międzygwiazdową oraz stanu fizycznego materii międzygwiazdowej w okolicy Słońca.

GLOWS zostanie zbudowany przez grupę inżynierską z CBK PAN, kierowaną przez dra inż. Piotra Orleańskiego, we współpracy z uczonymi i inżynierami  z Uniwersytetów w  Bonn i Bochum oraz z partnerem przemysłowym - firmą von Hoerner und Sulger ze Schwetzingen w Niemczech. CBK PAN odpowiadać będzie za układ zasilania elektrycznego, komputer instrumentu wraz z oprogramowaniem oraz za integrację całego przyrządu. Część detektorową i optyczną dostarczą partnerzy niemieccy. Kierownikiem niemieckiej części GLOWS będzie profesor Hans J. Fahr z Uniwersytetu w Bonn.

Decyzja NASA o wyborze naszego międzynarodowego zespołu do realizacji misji IMAP to niezmiernie ważne wydarzenie, które w znacznym stopniu ukierunkuje prace ZFUSiA CBK PAN w ciągu następnej dekady. Kierownik eksperymentu GLOWS, dr hab. Maciej Bzowski, podkreślił, że zaproponowany przez CBK PAN eksperyment GLOWS przyniesie lepsze zrozumienie trójwymiarowej struktury wiatru słonecznego i jej zmian w cyklu aktywności słonecznej, zbadanie temperatury elektronów w wietrze słonecznym blisko Słońca, a tym samym kluczowego zagadnienia transportu energii blisko źródeł wiatru słonecznego. Równie ważne będą badania neutralnego gazu międzygwiazdowego. Udział w misji IMAP będzie kontynuacją wieloletniego programu badań heliosfery i jej najbliższego otoczenia galaktycznego, prowadzonego w zespole ZFUSiA CBK PAN dotychczas m.in. w ramach misji NASA Interstellar Boundary Explorer (IBEX). "Teraz jednak będziemy mieli własny instrument!" – stwierdza z entuzjazmem dr Bzowski. Posiadanie własnego instrumentu oznacza przyjęcie odpowiedzialności za sformułowanie i realizację programu badań prowadzonych tym przyrządem.

„Zaproponowany przez CBK PAN udział w technicznej realizacji projektu (zasilanie, komputer instrumentu i oprogramowanie) to naturalna kontynuacja specjalizacji Laboratorium Satelitarnych Aplikacji Układów FPGA, która znacznie rozwinęła się przy realizacji wielu poprzednich misji: Integral, MEX, Chandrayaan, Herschel, CaSSIS, ASIM, SolarOrbiter, a obecnie OpSat, PROBA3 i JUICE. Wysoki poziom gotowości technologicznej, poparty przykładami opracowań sprawdzonych już w kosmosie, był jednym z istotnych elementów wyboru instrumentu GLOWS przez NASA – podkreślił dr inż. Piotr Orleański. – Integracja całego instrumentu w CBK PAN stwarza olbrzymie możliwości dla zbudowania kolejnej specjalizacji instrumentalnej w instytucie – tym istotniejszej, że od początku opartej o bardzo bliską współpracę grupy inżynierskiej z zespołem naukowym”.

"Przyjęcie przez NASA naszego eksperymentu kosmicznego GLOWS to dla nas wielka satysfakcja. Badania heliosfery stanowią bardzo ważną część misji poznawczej CBK PAN. Opracowanie i realizacja projektu GLOWS w ramach misji IMAP to efekt wieloletniej i bardzo owocnej współpracy naukowej między uczonymi z CBK PAN a partnerami z Niemiec z grupy profesora Fahra oraz z partnerami amerykańskimi, profesorem Davidem McComasem z Uniwersytetu Princeton i profesorami Eberhardem Moebiusem i Nathanem Schwadronem z Uniwersytetu New Hampshire w ramach misji IBEX" – oświadczyła Pani Dyrektor CBK PAN, prof. dr hab. Iwona Stanisławska. – "To dla nas bardzo ważne, że teraz zaangażowane zostaną także nasze grupy inżynierskie, które mają długoletnie doświadczenie we współpracy z partnerami europejskimi oraz rosyjskimi, chińskimi i indyjskimi. Dzięki GLOWS nasi inżynierowie rozpoczną także współpracę techniczną z NASA".

W skład Zespołu Naukowego misji IMAP ze strony CBK PAN wchodzą jako Co-Investigators (Co-I) dr hab. Maciej Bzowski, dr Justyna M. Sokół, mgr Marzena A. Kubiak oraz odbywający obecnie staż podoktorski w Uniwersytecie Princeton dr Paweł Swaczyna. Zespół inżynierski kierowany jest przez dra inż. Piotra Orleańskiego.

Źródło: CBK PAN

Image Credit: NASA