home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ DP Tool Club 17 / CD_ASCQ_17_101194.iso / vrac / 9408xx.zip / 940813C.TXT < prev    next >
Text File  |  1994-08-13  |  11KB  |  192 lines

  1. POLAR: EXPLORING EARTHSPACE IN THE REALMS OF THE AURORAS FROM THE SUN TO EARTH
  2.  
  3. Despite the relative vacuum of space, the Sun emits a highspeed solar wind of
  4. electrified particles.  This thin, hot, ionized gas-a plasma called the solar
  5. wind- carries particles and magnetic fields outward from the Sun to the far
  6. reaches of the solar system.  Earth is shielded from the full blast by its
  7. magnetosphere, the region around our planet dominated by its magnetic field.
  8. Some solar wind plasma penetrates the magnetosphere's shield, mixing
  9. turbulently with plasmas there, and is then stored in the two Van Allen
  10. radiation belts around the Earth or in the plasma sheet.  Some particles
  11. descend into Earth's upper atmosphere through the polar cusps, funnel-like
  12. openings in the magnetosphere at the poles.  These energetic particles excite
  13. atoms and molecules in the upper atmosphere to create the Northern and Southern
  14. Lights (the auroras).  The study of the auroras offers a unique opportunity
  15. actually to observe effects of the transfer of energy from the Sun to the
  16. Earth.
  17.  
  18. By imaging the northern aurora, NASA's POLAR mission will measure the entry of
  19. solar plasma into the magnetosphere over the Earth's magnetic poles and will
  20. study the ways in which this plasma impacts the Earth's uppermost atmosphere,
  21. the ionosphere.  POLAR will measure the flow of plasma to and from the
  22. ionosphere along auroral magnetic field lines and observe particle energy
  23. deposited into the ionosphere and upper atmosphere.  With time, the orbit will
  24. be adjusted to allow measurements to be taken at lower altitudes over the
  25. northern pole and higher altitudes at the southern pole.  From this orbit,
  26. images of the southern aurora will also be taken.
  27.  
  28. THE MISSION
  29.  
  30. The third in a series of coordinated solar-terrestrial missions, the POLAR
  31. spacecraft, carrying eleven instruments developed by an international team of
  32. scientists, will be launched in late 1995 by a Delta II rocket from the Western
  33. Space and Missile Center. Its orbit around the Earth will be inclined 90
  34. degrees from the equator.  The furthest point from the Earth's center on this
  35. orbit (the apogee) will be nine Earth radii (57,000 km or 36,000 miles), and
  36. the closest point (the perigee) will be almost two Earth radii (11,000 km or
  37. 7,100 miles).
  38.  
  39. The Geotail satellite, a joint mission of the Japanese Institute of Space and
  40. Astronautical Science (ISAS) and NASA, was launched in July 1992 to study the
  41. behavior of plasma in the tail of Earth's magnetosphere.  A second NASA
  42. satellite, Wind, to be launched in late 1994, will measure the solar wind as it
  43. approaches Earth. These missions will perform simultaneous and closely
  44. coordinated measurements throughout the Earth's space environment, known as
  45. geospace.  In addition, data will be provided from existing spacecraft in
  46. orbits around the equator.  Groundbased and theoretical investigations will
  47. also be conducted.
  48.  
  49. NASA is also collaborating with the European Space Agency (ESA) in two
  50. additional solar-terrestrial missions, Cluster and the Solar and Heliospheric
  51. Observatory (SOHO).  The Wind and POLAR missions and NASA's contributions to
  52. SOHO, Cluster, and Geotail make up the International Solar- Terrestrial Physics
  53. (ISTP) Science Program. The aim of ISTP is to understand the behavior of the
  54. solarterrestrial system and, therefore, how the Earth's atmosphere responds to
  55. changes in the solar wind.
  56.  
  57. INVESTIGATIONS
  58.  
  59. The POLAR instruments can be divided into three categories.  Three instruments
  60. (MFE, EFI, and PWI) measure electromagnetic fields near the POLAR spacecraft.
  61. Five devices (Hydra, TIDE, TIMAS, CAMMICE, and CEPPAD) determine the type of
  62. particles found in the magnetosphere in the region of the Earth's poles.  Three
  63. experiments (VIS, UVI, and PIXIE) image the Earth in visible light, ultraviolet
  64. light, and x-rays.  These last three instruments are on a despun platform that
  65. can be pointed to maintain their viewing field.
  66.  
  67. MAGNETIC FIELDS EXPERIMENT (MFE).
  68.  
  69. This investigation will use a pair of fluxgate magnetometers to sample the
  70. magnetic field.  Raw measurements will be processed on board to send to other
  71. instruments.  These measurements will be used to study how the solar wind and
  72. the magnetosphere interact through currents driven in the polar cusp, how
  73. energy and momentum are exchanged with the magnetosphere at the
  74. cuspmagnetosheath interface, and how plasma instabilities occur in the polar
  75. magnetosphere.  Dr. C. Russell, University of California at Los Angeles, is the
  76. Principal Investigator (PI).
  77.  
  78. ELECTRIC FIELD INVESTIGATION (EFI).
  79.  
  80. This dual-probe instrument will sample electric fields in the burst mode, which
  81. can be coordinated with the Hydra and TIDE instruments.  The EFI measurements
  82. will be used to determine the electric field structure of the highlatitude
  83. magnetosphere, the cusp, and the plasma mantle over the poles.  It will also
  84. provide direct evidence for fieldaligned electrical potential drops, which may
  85. be responsible for accelerating particles to high energies.  The PI is Dr. F.
  86. Mozer, University of California at Berkeley.
  87.  
  88. PLASMA WAVE INVESTIGATION (PWI).
  89.  
  90. PWI will sample electric field noise at frequencies higher than EFI and
  91. magnetic fluctuations above the frequencies detectable by MFE to help identify
  92. normal patterns of plasma behavior.  Attempts will also be made to determine
  93. how these waves propagate.  The wave-particle processes influenced by
  94. electromagnetic turbulence are thought to be central in the transfer of
  95. momentum in the geospace system, particularly in the boundaries between
  96. regions.  Dr. D. Gurnett, University of Iowa, is the PI.
  97.  
  98. FAST PLASMA ANALYZER (Hydra).
  99.  
  100. Hydra's electrostatic analyzers will filter electrons and ions and study them
  101. in twelve directions simultaneously.  Hydra will image electrons traveling near
  102. the magnetic field direction with 1.5-degree angular resolution.  The
  103. low-energy electrons sampled by Hydra will be especially good indicators of the
  104. global magnetic shape when compared with simultaneous measurements by SWE in
  105. the solar wind.  Hydra will also capture the patterns of electrons and ions
  106. that accompany geomagnetic substorms, auroral arcs, field-aligned currents, and
  107. particle precipitation.  The PI is Dr. J. Scudder, University of Iowa.
  108.  
  109. THERMAL ION DYNAMICS EXPERIMENT AND PLASMA SOURCE INSTRUMENT (TIDE/PSI).
  110.  
  111. TIDE will sample and measure the mass of lowenergy ions that come from the
  112. ionosphere, identifiable by their relatively low state of ionization compared
  113. with ions of solar wind origin.  These measurements will be used to evaluate
  114. the ionosphere as a source of plasma for the magnetosphere, to identify how the
  115. low- energy ionospheric ions are energized and transported, and to study their
  116. storage and loss.  Dr. T. Moore, NASA/Marshall Space Flight Center, is the PI.
  117.  
  118. TOROIDAL IMAGIN MASS-ANGLE SPECTROGRAPH (TIMAS).
  119.  
  120. TIMAS will sample higher-energy ions that originate either in the ionosphere or
  121. the solar wind.  The instrument will study the polar cusp, a principal entry
  122. region for solar wind plasma into the magnetosphere.  TIMAS data will be used
  123. with data from TIDE and the SWICS instrument on the Wind satellite to determine
  124. the ultimate origin of mass in the high-latitude magnetosphere.  The PI is Dr.
  125. E. Shelley, Lockheed Palo Alto Research Laboratory.
  126.  
  127. CHARGE AND MASS MAGNETOSPHERIC ION COMPOSITION EXPERIMENT (CAMMICE).
  128.  
  129. CAMMICE will determine the composition of major energetic ion constituents of
  130. the ring current and nearEarth plasma sheet.  This investigation will increase
  131. our understanding of the way in which particles in the magnetosphere are
  132. energized, stored, and precipitated.  Dr. T. Fritz, Boston University, is the
  133. PI.
  134.  
  135. COMPREHENSIVE ENERGETIC-PARTICLE PITCH-ANGLE DISTRIBUTION (CEPPAD).
  136.  
  137. The CEPPAD investigation will identify energetic particles and provide
  138. quantitative data on the sources, energization, transport, and losses of these
  139. particles in the magnetosphere.  It will also measure the rate of particle
  140. precipitation into the Earth's upper atmosphere that is partly responsible for
  141. auroras and other emissions.  Dr. B. Blake, Aerospace Corporation, is the PI.
  142.  
  143. ULTRAVIOLET IMAGER (UVI).
  144.  
  145. UVI will image the auroras using five specially designed filters.  The detector
  146. is an intensified charge- coupled device used with a fast reflective optical
  147. system and will provide simultaneous global imaging at distances of more than
  148. six Earth radii.  UVI will provide descriptions of the auroras in time and
  149. space and images of total particle energy flux, characteristic energy,
  150. thermospheric neutral composition, and ionospheric conductances.  These images
  151. will be used to map the evolution of electric fields needed for global modeling
  152. of the thermosphere at the lower end of the solarterrestrial chain.  The PI is
  153. Dr. M. Torr, NASA/Marshall Space Flight Center.
  154.  
  155. VISIBLE IMAGING SYSTEM (VIS).
  156.  
  157. VIS will use an image intensifier readout through twelve visible narrow band
  158. filters and produce five separate auroral images per minute.  Data from VIS and
  159. from theory investigations will be used to assess the way in which
  160. magnetospheric energy is dissipated into the auroral ionosphere, and to model
  161. energy flow within the magnetosphere.  The PI is Dr. L. Frank, University of
  162. Iowa.
  163.  
  164. POLAR IONOSPHERIC X-RAY IMAGING EXPERIMENT (PIXIE).
  165.  
  166. Using a multiple-pinhole x-ray camera, PIXIE will measure the distribution and
  167. time variation of x-ray emissions from the Earth's atmosphere.  The morphology
  168. and spectra of energetic electron precipitation and its effect upon the
  169. atmosphere will be determined and used to calculate the total energy deposition
  170. rate of the precipitated electrons, their energy distribution, and the pattern
  171. of ionization and electrical conductivity.  Dr. W. Imhof, Lockheed Palo Alto
  172. Research Laboratory, is the PI.
  173.  
  174. THE POLAR SPACECRAFT AND MISSION OPERATIONS
  175.  
  176. The POLAR spacecraft is a spin-stabilized cylinder that measures 2.4 meters
  177. (7.9 ft) in diameter and 2.1 meters (6.9 ft) in height.  The spacecraft weighs
  178. approximately 1005 kg (2220 lbs) and carries an additional 269 kg (590 lbs) of
  179. fuel for orbit maneuvering.  The mission is designed to last for at least three
  180. years.
  181.  
  182. Several NASA facilities will support the collection and dissemination of POLAR
  183. science data.  The NASA Deep Space Network will be used to command the
  184. spacecraft and collect POLAR data via radio signals.  The Central Data Handling
  185. Facility at NASA's Goddard Space Flight Center will produce "key parameters" to
  186. serve as a guide to the much larger volume of raw data.  Detailed analysis of
  187. the data will be performed by investigators using computers at their own sites
  188. and sharing the data through NASA Science Internet connections throughout the
  189. United States, Japan, and Europe.
  190. ---
  191.  ■ Via FTL BBS (404-292-8761) and NASA Spacelink (205-895-0028)
  192.