Advanced Composition Explorer

ACE foi ideado nunha reunión que tivo lugar o 19 de xuño de 1983 na Universidade de Maryland organizada por George Gloecker e Glen Mason. Nela participaron os doutores L. F. Burlaga, S. M. Krimigis, R. A. Mewaldt e E. C. Stone. A reunión organizouse en base a documentación proveniente do Laboratorio de Física Aplicada da Universidade Johns Hopkins (APL) e da Universidade de Maryland, propóndose inicialmente unha misión denominada Cosmic Composition Explorer. A solicitude de proposta enviouse á oficina do programa Explorer da NASA a finais dese mesmo ano, sen que fose admitida. A proposta foi retomada a petición do doutor Vernon Jones e a solicitude enviouse de novo á NASA en 1986. A misión foi seleccionada para un estudo dun ano na fase A en 1988, durante o cal se estudiaría a viabilidade e se sopesarían os pros e contras da misión.^[1][6]

A misión de ACE comezaría oficialmente o 22 de abril de 1991 cando, tras superar a fase A, se firmou o contrato entre o Centro Goddard de Voo Espacial e o Instituto Tecnolóxico de California, co APL como deseñador e construtor da nave, para comeza-la planificación da fase B, adicada á definición en si da misión. Durante esta fase tiveron lugar as especificacións do soporte da misión e dos sistemas e interfaces da nave. A fase B comezou oficilamente en agosto de 1992.^[1][6]

A revisión de deseño preliminar da misión tivo lugar en novembro de 1993, co que as fases C e D comezaron pouco despois.^[1][6]

ACE está baseado no deseño do satélite Charge Composition Explorer (parte da misión AMPTE) e está adicado a comparar e determina-la composición elemental e isotópica de distintos tipos de materia, entre eles o vento solar, o medio interestelar e outra materia de orixe galáctico. O satélite pesa 596 kg, ó que hai que sumar 189 kg de hidracina para o sistema de propulsión. Foi situado nunha órbita de Lissajous arredor do punto de Lagrange L1, situado entre o Sol e a Terra, a unha distancia duns 1,5 millóns de km desta última, e estabilízase mediante xiro, a 5 revolucións por minuto, co eixo de rotación apuntando cara ao Sol cunha marxe de erro de 20 graos.^[3][5][6]

A nave produce electricidade mediante células solares e estaba deseñada para durar como mínimo cinco anos, xa cumpridos desde o comezo da misión. Leva unha gravadora a bordo para garda-los datos e descargalos posteriormente cando pasa sobre algunha das estacións da Rede do Espazo Profundo da NASA. As velocidades típicas de descarga de datos son de 6,7 e 78 Kbps e 434 bps. Mide 1,6 m de ancho por 1,0 m de alto.^[3][6]

Os estudos de ACE inclúen análises de abundancia isotópica dos elementos desde o hidróxeno ó cinc (número atómico entre 1 e 30), con estudos exploratorios ata o circonio (número atómico 40).^[3][5]

ACE ten suficiente propelente como para permanecer no punto L1 ata 2024.^[6]

O satélite leva nove instrumentos^[5], entre os que se atopan seis espectrómetros de alta resolución optimizados para o seu particular rango de enerxías^[3]:

• CRIS (Cosmic Ray Isotope Spectrometer) é un espectrómetro de isótopos de raios cósmicos. Está formado por unha pila de catro capas de detectores de silicio, que se encarga de determinar a enerxía dos raios cósmicos incidentes, e un sistema de determinación da traxectoria por fibra óptica centelleante (SOFT polo seu acrónimo en inglés, Scintillating Optical Fiber Trajectory).^[5][7]

• SIS (Solar Isotope Spectrometer) é un espectrómetro de isótopos solares deseñado para proporcionar medicións de alta resolución da composición isotópica de núcleos enerxéticos dos elementos desde o helio ata o níquel (número atómico de 2 a 28) no rango de enerxías entre 10 e 100 MeV.^[5][8]

• ULEIS (Ultra Low Energy Isotope Spectrometer) é un espectrómetro de isótopos de enerxía ultra baixa para o rango entre 45 keV e uns poucos MeV. A velocidade de transmisión de datos do instrumento é de aproximadamente 1 kbps.^[5][9]

• SEPICA (Solar Energetic Particle Ionic Charge Analyzer) é un analizador de carga iónica de partículas enerxéticas solares. O instrumento deixou de funcionar o 4 de febreiro de 2005 tralo fallo das válvulas de control de fluxo do gas usado como parte do detector.^[5][6]

• SWIMS (Solar Wind Ion Mass Spectrometer) é un espectrómetro de masas para medi-la composición química e isotópica do vento solar para elementos entre o helio e o níquel e enerxías de ata 10 keV.^[5]

• SWICS (Solar Wind Ion Composition Spectrometer) é un espectrómetro de tempo de voo para determina-la composición química e iónica do vento solar, diferenciando entre isótopos de hidróxeno e helio de orixe interestelar e solar. O instrumento tamén mide as funcións de distribución tanto de nubes interestelares como de po a enerxías de ata 100 keV.^[5]

• EPAM (Electron, Proton, and Alpha Monitor) é un monitor de electróns, protóns e partículas alfa composto por cinco telescopios de tres tipos. Dous espectrómetros de lámina de baixa enerxía (LEFS, Low Energy Foil Spectrometers) para medi-lo fluxo e dirección de electróns con enerxías por enriba de 30 keV, dous espectrómetros magnéticos de baixa enerxía (LEMS, Low Energy Magnetic Spectrometers) para medir o fluxo e dirección de ións con enerxías superiores a 50 keV e a apertura de composición (CA, Composition Aperture) para medi-la composición elemental dos ións.^[5][10]

• SWEPAM (Solar Wind Electron, Proton, and Alpha Monitor) é un monitor de electróns, protóns e partículas alfa do vento solar. Os ións e os electróns son medidos con diferentes sensores. O sensor de ións mide enerxías de entre 0,26 e 36 keV e o de electróns entre 1 e 1350 eV.^[5][11]

• MAG (Magnetometer Instrument), un magnetómetro.^[5]

Ata outubro de 2010 escribíronse 635 artigos científicos baseados nos datos de ACE.^[6]

• S. B. Jacob, E. R. Christian, D. L. Margolies, R. A. Mewaldt, J. F. Ormes, P. A. Tylere e Tycho von Rosenvinge; deseñado por T. B. Griswold, ed. (2002). "ADVANCED COMPOSITION EXPLORER" (PDF) (en inglés). p. 24. 
• E. C. Stone, A. M. Frandsen, R. A. Mewaldt, E. R. Christian, D. Margolies, J. F. Ormes e F. Snow (1998). "The Advanced Composition Explorer" (PDF) (en inglés). p. 24. 
• M. C. CHIU, U. I. VON-MEHLEM, C. E. WILLEY, T. M. BETENBAUGH, J. J. MAYNARD, J. A. KREIN, R. F. CONDE, W. T. GRAY, J. W. HUNT, JR., L. E. MOSHER, M. G. McCULLOUGH, P. E. PANNETON, J. P. STAIGER e E. H. RODBERG (1998). "ACE SPACECRAFT" (PDF). Space Science Reviews (86): 257–284. Consultado o 28 de febreiro de 2012. 
• Varios. "ACE Bibliography" (en inglés). 

• Páxina oficial de ACE