Die CORBES-Mission zielt darauf ab, eine Multi-Satelliten-Konfiguration zu nutzen, um Variationen in den Strahlungsgürteln der Erde zu erforschen, indem sie eine nahezu äquatoriale Umlaufbahn mit einem Apogäum von etwa sieben Erdradien aufrechterhält, ähnlich den geostationären Transferbahnen (GTO). Durch den Einsatz mehrerer Satelliten in dieser Umlaufbahn wird CORBES räumliche von zeitlichen Veränderungen in den Strahlungsgürteln unterscheiden, was unser Verständnis dieser dynamischen Regionen erheblich verbessern wird. Jeder Satellit wird voraussichtlich mindestens ein Jahr lang betrieben, um sowohl Kosteneffizienz als auch Kontinuität der Mission zu gewährleisten.
Die Mission hat das Ziel, das Wissen über die Dynamik des äußeren Strahlungsgürtels zu vertiefen, indem sie ihre CubeSat-Konstellation einsetzt, um detaillierte Messungen des energetischen Elektronenflusses, der geomagnetischen Feldverschiebungen und der Plasmawellen zu sammeln. Diese Daten werden Einblicke in physikalische Prozesse geben, die die Strahlungsgürtel beeinflussen, einschließlich:
Energiediffusion: Ausgelöst durch lokale resonante Wechselwirkungen von Elektronen mit sehr niederfrequenten (VLF) Wellen wie Whistler-Modus-Wellen, insbesondere während geomagnetischer Stürme.
Pitch-Winkel-Streuung: Resultierend aus Wechselwirkungen zwischen Elektronen und magnetosphärischen Plasmawellen, einschließlich Whistler-Hiss und elektromagnetischen Ionen-Cyclotron-Wellen (EMIC).
Radialtransport: Verursacht durch Driftresonanz zwischen Elektronen und ultraniederfrequenten (ULF) Wellen sowie plötzlichen elektrischen Feldänderungen durch großflächige magnetische Feldveränderungen wie schockinduzierte Einspritzung und Sturmkonvektion.
Elektronenausbruch: Tritt auf, wenn Elektronen die Magnetosphäre in den Sonnenwind verlassen, indem sie die Magnetopause-Schatten und andere radiale Transportmechanismen nach außen nutzen.
Diese umfassende Analyse wird es CORBES ermöglichen, ein vollständigeres Verständnis der Mechanismen des Elektronentransports, der Beschleunigung und des Verlusts zu entwickeln und somit wissenschaftliche Modelle und prädiktive Werkzeuge für die Umgebung des Strahlungsgürtels zu verfeinern.
Jeder CORBES-Satellit wird mit einem Satz von drei Hauptinstrumenten ausgestattet sein: dem Magnetometer (MAG), dem Suchspulen-Wellen-Detektor (SCWD) und dem Hochenergie-Elektronendetektor (HEED). Diese Instrumente sind dafür ausgelegt, in stark geneigten, elliptischen Umlaufbahnen zu arbeiten, die einen Perigäum von 280 km und ein Apogäum von 7 Erdradien erreichen, mit einer Umlaufzeit von etwa 13,5 Stunden. Während jedes 10,5-stündigen Durchgangs durch den äußeren Strahlungsgürtel werden diese CubeSats präzise Daten über magnetische Felder und Elektronenpopulationen sammeln. Mit einer Drehstabilisierung von etwa acht Umdrehungen pro Minute sorgt die sonnenzugewandte Achse jedes Satelliten für eine konsistente Ausrichtung. Mit einer Gewichtsbeschränkung von 30 kg pro Satellit ist die Mission auf Effizienz und Kosteneffektivität ausgelegt.
Die Kommunikation und Datenübertragung nutzen die S-Band für Befehlsfunktionen und das X-Band für den Downlink, wobei die Satelliten für den Einsatz über ein oder zwei Raketen geplant sind. Dieser koordinierte Einsatz ermöglicht individuelle Freigaben für jeden Satelliten und stellt sicher, dass sie in der vorgesehenen Umlaufbahn platziert werden.
Die Montage, Integration und Tests (AIT), der Strahlenschutz und die Kreuzkalibrierung sind entscheidend für die Mission. Die Kreuzkalibrierung im Orbit gewährleistet die Konsistenz der Daten, indem sie Beobachtungen unter bestimmten Bedingungen nutzt, um Messwerte zwischen mehreren Instrumenten abzugleichen. Die Kreuzkalibrierung von HEED vergleicht beispielsweise die Datenauswahl von Elektronen während ruhiger magnetosphärischer Phasen, während MAG und SCWD ruhige Periodendaten zur Überprüfung ihrer Messungen verwenden.
Internationale Zusammenarbeit ist ein Markenzeichen der CORBES-Mission, mit Beiträgen des Harbin Institute of Technology (HIT), der Innovation Academy of Microsatellites (IMAC) und des Foresail-Programms aus Finnland, unter anderem. Die Instrumentierung wird zwischen Institutionen wie dem National Space Science Center (NSSC), der Beihang-Universität und der Universität Turku geteilt, was eine robuste Ausstattungslinie fördert, die die Ziele der Mission unterstützt.
CORBES arbeitet nach einer Datenfreigabepolitik, die den offenen Zugang zu den gesammelten Daten gewährt und so den Beitrag zur globalen Forschungsgemeinschaft zur Verständnis der magnetosphärischen Dynamik erleichtert. COSPAR hat die Organisation, Koordination und Partnerschaften der Mission mit akademischen und staatlichen Institutionen unterstützt.
Über vierzig gemeinsame Treffen wurden abgehalten, um Input von Wissenschaftlern weltweit zu sammeln, um die Ziele und Anforderungen der CORBES-Ladung zu definieren. Mit der Unterstützung von COSPAR zielt CORBES darauf ab, kritische Fragen zu Wellen-Teilchen-Interaktionen und radialem Transport innerhalb der Strahlungsgürtel der Erde zu beantworten und stellt damit einen bedeutenden Fortschritt in der Raumfahrtwissenschaft dar. Zwei wissenschaftliche Arbeiten, die das technische Design und die Ziele von CORBES detaillieren, wurden an Advances in Space Research eingereicht.
Die umfassenden Daten von CORBES sollen helfen, prädiktive Modelle zu entwickeln und unser Verständnis der Einflüsse von Weltraumwetter auf die Strahlungsgürtel zu verbessern, wodurch ihre Rolle als wichtiges Werkzeug zur Überwachung der Raumumgebung der Erde gestärkt wird.