サウスウエスト研究所とテキサス大学ダラス校の研究者らは、世界で唯一の分子ビーム施設の 1 つを使用して、地球の上層大気における中性ガスの速度測定を強化するための新しい宇宙センサーを共同で評価しています。
宇宙科学の大きな飛躍として、サウスウェスト研究所 (SwRI) とテキサス大学ダラス校 (UTD) の研究者がそれぞれの専門知識を結集し、地球の高層大気の研究を進めています。SwRI/UTD の研究、イノベーション、技術のためのシード プロジェクト (SPRINT) プログラムからの助成金の支援を受けて、チームは中性ガスの速度を測定するために設計された次世代センサーを評価しています。
この画期的なプロジェクトは、SwRI のスタッフ科学者 Joo Hwang 氏と UTD の William B. Hanson 宇宙科学センター所長 Phillip Anderson 氏が率いており、地球の上層大気と近隣の宇宙空間からなるジオスペース領域に対する理解を深めることを目指しています。電離層と熱圏で構成されるこの領域は、中性風がそのダイナミクスを駆動し、あらゆる緯度の宇宙天気に影響を与えるため、極めて重要です。
「中性風の力学と電離層プラズマとの結合を理解することは、低軌道上の軍事および商業宇宙基地資産を宇宙気象現象から保護するために重要です」とファン氏は述べた。 ニュースリリースと述べ、プロジェクトの重要性を強調しました。SwRI チームは、新しい分子ビーム施設 (MBF) を利用して、UTD の中性風速計 (NWM) の性能を検証し、強化します。
中性風は、質量、運動量、エネルギーをジオスペース全体に再分配する上で重要な役割を果たしており、正確な測定が不可欠です。MBF は、毎秒 3 ～ 6 キロメートルの速度から最高 1,000 ℃ の温度まで、センサーが宇宙で遭遇する条件をシミュレートします。
「プロトフライトセンサーのハードウェアは実験室環境で構築され、テストされており、数値シミュレーションにより、機器の動作原理と中性ガスの速度を測定するための堅牢なアプローチが確認されています。宇宙の実際の状況をシミュレートする環境でテストする機会は非常に貴重です」とアンダーソン氏はニュースリリースで述べています。
このセンサーは2025年にロケットで初の宇宙飛行を行う予定で、来年初めにSwRIで評価が行われる予定だ。
SwRI の MBF は、世界でわずか 2 つの施設のうちの 1 つであり、スイスのベルン大学にあるヨーロッパの MBF とともに、国内の宇宙研究にとって重要な資産となっています。SwRI の専門知識により、NWM のような宇宙センサーの機能をサポートし、確認するためのこの加速器が設立されました。
MBF は高度な技術を採用し、宇宙のような条件での機器の動きをシミュレートする細いガスビームを作成します。ビームの特性と周囲の環境を調整することで、研究者はセンサー設定を微調整し、実際の宇宙での用途に最適化することができます。
「SwRI は UTD の NWM の設定を最適化し、低地球軌道での中性ガス宇宙船の相対速度に近い分子ビームを作成するために必要な速度フィルター設定を決定します」とファン氏は付け加えた。
SwRI と UTD の協力を促進する SPRINT プログラムは、学際的なプロジェクトをサポートする有望なベンチャーです。このイニシアチブは、革新的な研究を促進するだけでなく、宇宙ミッションにおける技術の能力と効果的な実装を強化します。両機関の強みを組み合わせることで、SPRINT プログラムは科学と工学の最先端を前進させるという両機関の取り組みを強調します。