Εκτόξευση και ανάπτυξη της αποστολής MMS της NASA

Η αποστολή Magnetospheric Multiscale (MMS) θα ερευνήσει το φαινόμενο της μαγνητικής επανασύνδεσης με 4 διαστημικά σκάφη

Οι 4 διαστημικές συσκευές απελευθερώνονται στο διάστημα (στιγμιότυπο από το βίντεο)

Η μαγνητική επανασύνδεση είναι ο βασικός μηχανισμός που η μαγνητική ενέργεια διαχέεται στο σύμπαν. Η ενέργεια απελευθερώνεται όχι με συνεχή τρόπο, αλλά με «εκρήξεις», δημιουργώντας φαινόμενα όπως οι ηλιακές εκλάμψεις ή οι μαγνητοσφαιρικές υποκαταιγίδες.

Οι βασικές αρχές της μαγνητικής επανασύνδεσης έγιναν κατανοητές προς το τέλος του 1950. Αν δυο πακέτα μαγνητισμένου πλάσματος βρίσκονται σε αντίθετης κατεύθυνσης μαγνητικά πεδία και υπάρχει μια περιοχή ασθενέστερου ή μηδενικού πεδίου μεταξύ τους, τότε κάτω από συγκεκριμένες συνθήκες τα πακέτα μπορούν να πλησιάσουν μεταξύ τους. Οι μαγνητικές ροές με αντίθετες κατευθύνσεις εξουδετερώνονται και το πλάσμα εκτοξεύεται προς τα έξω, κατά μήκος των διευθύνσεων όπου το πεδίο είναι ασθενέστερο, με μια χαρακτηριστική ταχύτητα που ονομάζεται ταχύτητα Alfvén.

H μαγνητική επανασύνδεση είναι μια φυσική διαδικασία που πραγματοποιείται παρουσία πλάσματος κατά την οποία οι δυναμικές γραμμές του μαγνητικού πεδίου (με αντίθετο προσανατολισμό) ενώνονται και αναδιατάσσονται, ενώ ταυτόχρονα απελευθερώνεται μαγνητική ενέργεια εκσφενδονίζοντας φορτισμένα σωματίδια με μεγάλες ταχύτητες.

Η αρχικές μαγνητικές γραμμές «επανασυνδέονται» και εμφανίζονται νέες όπως βλέπουμε στην παραπάνω εικόνα. Καθώς το πλάσμα προσεγγίζει την κεντρική περιοχή, το μαγνητικό πεδίο αλλάζει κατεύθυνση πολύ γρήγορα, παράγοντας κανάλια με ηλεκτρικό ρεύμα μεγάλης πυκνότητας τα οποία θερμαίνουν το πλάσμα.
Το ρεύμα έχει την μορφή νηματίων ή φύλλων και το μαγνητικό πεδίο συχνά δημιουργεί ένα χαρακτηριστικό σχήμα Χ. Αυτή η διαδικασία είναι η μαγνητική επανασύνδεση ή συγχώνευση.

Το εκτός-επιπέδου ρεύμα στο πλάσμα υποβάλλεται σε τρεις διαφορετικούς τύπους μαγνητικής επανασύνδεσης (προσομοίωση της ομάδας του Μάικλ Σέι).

Πρόσφατες παρατηρήσεις στην μαγνητόσφαιρα και στο ηλιακό στέμμα μας δίνουν όλο και περισσότερα στοιχεία για τον ρόλο της επανασύνδεσης στο πλάσμα του διαστήματος. Υπάρχουν πολλά εκκρεμή ζητήματα σχετικά με την μικρής κλίμακας δομή της περιοχής επανασύνδεσης, στην οποία κυριαρχούν τα φαινόμενα της κίνησης του πλάσματος. Σ’ αυτές της μικρής κλίμακας περιοχές, τα σωματίδια μπορούν να επιταχυνθούν σε υψηλές ενέργειες, οι μαγνητικές γραμμές «σπάνε» και επανασυνδέονται, πίδακες πλάσματος εκτοξεύονται, απελευθερώνεται θερμότητα και ενέργεια μεταφέρεται από τη μια περιοχή στην άλλη. Τα φαινόμενα αυτά, όπου η δυναμική μεγάλης κλίμακας και η φυσική πλάσματος μικρής κλίμακας έρχονται πρόσωπο με πρόσωπο, θα μελετήσει η αποστολή της NASA, Magnetospheric Multiscale, ή MMS. Η αποστολή ξεκινάει τον Μάρτιο του 2015, όταν θα εκτοξευθούν και θα τεθούν σε τροχιά τέσσερα ειδικά εξοπλισμένα διαστημικά σκάφη.

Στην γκρι περιοχή, η μαγνητική ροή και το πλάσμα είναι αποσυνδεδεμένα, επιτρέποντας στις γραμμές του μαγνητικού πεδίου να "σπάσουν" και να επανασυνδεθούν.

Στο βίντεο που ακολουθεί περιγράφεται το πως ακριβώς θα γίνει αυτή η έρευνα:

Από: NASA - UNIVERSITY OF DELAWARE

Πηγή: physicsgg