SMILE, Güneş-Dünya bağlantısını daha iyi anlamak için yeni bir bilimsel teknik kullanarak, bilimsel bilgimize katkıda bulunacak ve uzay havası etkilerini anlamamıza yardımcı olacak. İlk kez Dünya'nın manyetosferinin küresel 3D görüntülemesini sağlayacak ve güneş rüzgarının etkisine dinamik tepkisini araştıracak.

Genel Bakış

SMILE, Dünya'nın manyetosferi ile Güneş'ten gelen yüklü parçacıklar olan güneş rüzgarı arasındaki etkileşimi inceleyecek. İngiltere, temel bilimsel enstrüman olan Soft X-ray Imager (SXI)'ı sağlıyor ve misyonun bilim konsorsiyumuna ortak liderlik ediyor. Bu misyon, Avrupa Uzay Ajansı (ESA) ve Çin Bilimler Akademisi (CAS) arasındaki ilk tam ölçekli işbirliğini temsil ediyor.

Dünya'nın manyetosferi, Güneş Sistemimizdeki tüm kayalık gezegenlerin en güçlüsüdür ve Dünya'nın yaşanabilirliğinde önemli bir rol oynadığı düşünülüyor. Bilim insanları, Mars'ın atmosferinin ve yüzey suyunun çoğunu kaybetmesinin ana nedeninin manyetosferini kaybetmesi olduğuna inanıyor.

SMILE'ın üç soruyu yanıtlaması bekleniyor: Gündüz tarafı güneş rüzgarı/manyetosfer etkileşiminin temel modları nelerdir? Alt fırtına döngüsünü ne tanımlar? Koronal Kütle Atımları tarafından yönlendirilen fırtınalar nasıl ortaya çıkar ve alt fırtınalarla ilişkisi nedir?

Bu soruları yanıtlamak için, SMILE bilim insanlarına dış manyetosferik sınırların (örneğin, manyetopoz, şok dalgası ve manyetosferik çıkıntılar) ve auroraların konumu ile şekli hakkında veri ve bilgi sağlayacak, ayrıca güneş rüzgarının bunların yanında nasıl davrandığını inceleyecek.

SMILE, güneş rüzgarının jeomanyetik fırtınalara ve auroralara nasıl yol açtığına dair ilk tam bakışı sağlayacak. Kaynak: ESA

İngiltere'nin Katılımı

Genel misyon bilimi ve SXI enstrümanına liderlik, İngiltere ekiplerinin SMILE'ın bilimsel verilerini kendi gereksinimleri ve uzmanlık alanlarına göre şekillendirmesine olanak tanıyor. Derinlemesine enstrüman bilgisi, İngiltere araştırma tabanının fırlatma sonrası araştırma ve keşif aşamasında verileri anlamak ve kullanmak için iyi bir konumda olmasını sağlayacak.

İngiltere'nin dünya lideri olduğu alanlar - gezegen bilimi (Dünya ve ötesi), güneş fiziği, uzay plazması ve astrofizik - SMILE tarafından keşfedilen bilim tarafından destekleniyor.

SMILE verileri, uzay havasını tahmin etmek için kullanılan bilimsel modelleri iyileştirerek gerçek dünya faydaları da sağlayacak.

Aşırı uzay havası, jeomanyetik fırtınalara neden olarak uydu navigasyonunu, kısa dalga iletişimini ve güç şebekelerini etkileyerek modern teknolojiyi bozabilir. Yakın tarihli bir ESA çalışması, tek bir aşırı uzay havası olayının Avrupa'daki potansiyel sosyo-ekonomik etkisinin 15 milyar Euro'ya ulaşabileceğini tahmin etti. Bu bozulmanın çoğu doğru tahminlerle önlenebilir.

İngiltere SMILE ekibi, SMILE verileriyle çalışmalarını desteklemek amacıyla Met Office Uzay Hava Operasyon Merkezi ile ön çalışmalar yapmıştır.

Chelmsford merkezli Teledyne e2v, ESA'ya yaklaşık 1.5 milyon sterlinlik bir sözleşme kapsamında SXI CCD dedektör cihazlarını tedarik ediyor. Open University ile ortak akademik-endüstri bilgi alışverişi, CCD geliştirme programında cihazların uzay radyasyon dayanıklılığını artırarak, bu önemli İngiltere teknolojisini ticari satışlar ve ihracat fırsatları için koruyacak.

İngiltere şirketi Photek Ltd de UVI enstrümanı için kamerayı monte etmek üzere sözleşme yapmıştır.

Ek sosyo-ekonomik etki şu yollarla gerçekleştirilecek: X-ışını tespit enstrümantasyonunda teknoloji geliştirme; SXI dedektör cihazları X-ışını tespiti için şimdiye kadar uçurulan en büyükleridir. Akademik enstitülerde ve endüstriyel tedarik zincirinde beceri geliştirme. İngiltere'nin SMILE bilimindeki itibarını ve dünya lideri statüsünü koruyarak, takip projelerine ve ek fonlara yol açma. Çin, Kanada ve Avrupa konsorsiyumu ile yeni ve güçlendirilmiş uluslararası ortaklıklar.

İngiltere Fonları ve Rolleri

İngiltere Uzay Ajansı fonları, aşağıdaki İngiltere rollerini 2026'daki misyon fırlatmasına kadar destekleyecek, fırlatma sonrası destek ise ileri incelemeye tabi olacak.

Genel misyon Ortak Baş Araştırmacısı: Dr Colin Forsyth (UCL-MSSL). Çinli meslektaşı Prof Chi Wang (Çin Bilimler Akademisi Ulusal Uzay Bilimi Merkezi Direktörü) ile birlikte misyon seviyesi bilim geliştirmeye öncülük ediyor.

SXI enstrümanı Baş Araştırmacısı: Dr Steven Sembay (Leicester Üniversitesi). İspanya, Norveç, İsviçre, ABD gibi uluslararası ortaklardan donanım ve tasarım katkılarıyla SXI enstrümanını inşa eden Avrupa konsorsiyumuna liderlik ediyor. Leicester, yenilikçi 'ıstakoz gözü' mikro gözenek teknolojisini kullanarak genel teleskop optiğine öncülük etti.

UCL-MSSL ayrıca SXI ön uç elektroniği (FEE) sağlıyor ve Çin liderliğindeki Hafif İyon Analizör enstrümanında Ortak Araştırmacı destek rolü üstleniyor.

SXI Ortak Araştırmacısı: Dr David Hall (Open University). SXI enstrümanının CCD (Yüklü Çift Cihaz) dedektörlerinin performansını test ediyor ve karakterize ediyor.

SXI CCD dedektörleri, ESA'ya ayrı bir sözleşme kapsamında Teledyne e2v (Chelmsford, İngiltere) tarafından sağlanıyor.

Zaman Çizelgesi, Mevcut Durum ve Sonraki Adımlar

İngiltere-Çin ortak önerisi, ESA ve CAS tarafından 2015'te seçildi. Faz B1 çalışması ve tüm enstrüman ve misyon seviyesi Sistem Gereksinimleri İncelemeleri 2018'de tamamlandı. ESA Üye Devletleri, SMILE'ı Mart 2019'da resmi olarak kabul etmek için oy kullandı. SXI Ön Tasarım İncelemesi 2020'de tamamlandı. SXI uçuş enstrümanı, Haziran 2024'te SMILE PLM'ye teslim edildi. Fırlatma tarihi 2026 için planlanıyor.