Instrument REAL CubeSat NASA umożliwia pomiary wysokoenergetycznych cząstek w pasach radiacyjnych Ziemi z wysoką wiernością.

Nowy instrument opracowany dla misji Relativistic Electron Atmospheric Loss (REAL) CubeSat NASA dostarcza bezprecedensowych pomiarów wysokoenergetycznych cząstek w pasach radiacyjnych Ziemi. Kompaktowy instrument, również nazwany REAL, może jednocześnie mierzyć ilość, energię i kąt elektronów wpadających do atmosfery, co jest pierwszą tego rodzaju możliwością dla CubeSata. Pozwala to naukowcom rejestrować szybkie mikrorozbłyski utraty elektronów trwające zaledwie 100 milisekund, które poprzednie jednokierunkowe czujniki na CubeSatach były zbyt wolne, aby rozdzielić.

Instrument wpływa na nasze zrozumienie pasów radiacyjnych Van Allena, które stanowią zagrożenie dla satelitów na orbicie okołoziemskiej, w tym satelitów GPS i komunikacyjnych. Zewnętrzny pas zawiera „zabójcze elektrony”, które mogą przenikać przez osłony satelitów i powodować uszkodzenia. Dzięki lepszemu zrozumieniu, w jaki sposób te elektrony są tracone z pasów, naukowcy mogą poprawić prognozy skutków pogody kosmicznej.

Wystrzelony 23 lipca 2025 roku instrument REAL zawiera trzy głowice czujników – nisko-, średnio- i wysokoenergetyczną – z wieloma kierunkami obserwacji zintegrowanymi w 3U CubeSat. Głowica niskoenergetyczna wykorzystuje analizator elektrostatyczny z 36 aperturami i dwoma kierunkami obserwacji do pomiaru elektronów od 1 keV do 40 keV. Głowica średnioenergetyczna ma pięć apertur, a wysokoenergetyczna cztery, każda obejmująca 20 stopni kąta nachylenia, wykorzystujące detektory półprzewodnikowe. Razem mierzą elektrony od 40 keV do 2 MeV z rozdzielczością czasową tak krótką jak 20 milisekund.

Misją REAL kieruje główna badaczka Robyn Millan z Dartmouth College, a instrumentem naukowym Thomas Sotirelis z Johns Hopkins Applied Physics Laboratory, gdzie instrument został opracowany. Pomiary z rozdzielczością kąta nachylenia instrumentu rozróżniają populacje elektronów precypitujących, quasi-uwięzionych i uwięzionych, pomagając określić, czy rozpraszanie elektronów zachodzi poprzez stopniową dyfuzję, czy szybkie nieliniowe interakcje napędzane falami plazmowymi.

Kolejne kroki obejmują analizę danych z REAL w celu zbadania względnego znaczenia różnych mechanizmów utraty i identyfikacji, które fale są odpowiedzialne za wypadanie elektronów. Ta wiedza poprawi modele dynamiki pasów radiacyjnych i zwiększy ochronę satelitów oraz astronautów na niskiej orbicie okołoziemskiej.