Testbeds do ambiente espacial da NASA, ou SET, será lançado em junho de 2019 em sua missão de estudar a melhor forma de proteger os satélites no espaço. SET receberá uma carona para o espaço em uma nave espacial do Laboratório de Pesquisa da Força Aérea dos EUA a bordo de um foguete SpaceX Falcon Heavy do Kennedy Space Center da NASA na Flórida.

SET estuda a própria natureza do espaço, que não é completamente vazio, mas repleta de radiação - e como isso afeta a espaçonave e os componentes eletrônicos em órbita. Partículas energéticas do Sol ou do espaço profundo podem causar danos à memória ou interrupções no computador da espaçonave, e com o tempo, degradar o hardware. O SET procura entender melhor esses efeitos para melhorar o design da espaçonave, Engenharia, e operações, e evitar anomalias futuras. A proteção de espaçonaves é uma parte fundamental da missão da NASA, já que o programa Artemis da agência busca explorar a Lua e além.

"Uma vez que a radiação espacial é um dos principais perigos que as missões espaciais encontram, pesquisar maneiras de melhorar suas habilidades de sobrevivência nesses ambientes hostis aumentará a capacidade de sobrevivência de missões próximas à Terra, bem como missões à Lua e Marte, "disse Reggie Eason, Gerente de projeto SET na sede da NASA em Washington.

SET mira em uma parte do espaço próximo à Terra chamada região de slot:a lacuna entre dois dos vastos cinturões de radiação da Terra, também conhecido como cintos de Van Allen. Os cinturões Van Allen em forma de rosca fervem com a radiação capturada pelo campo magnético da Terra. Onde SET orbita é considerado mais calmo, mas conhecido por variar durante tempestades climáticas extremas impulsionadas pelo sol. Quanto muda exatamente, e com que rapidez, permanece incerto.

"Não houve muitas medições para nos dizer o quão ruim as coisas ficam na região do slot, "disse Michael Xapsos. Xapsos é um dos dois membros da Equipe de Cientistas do Projeto SET ao lado do astrofísico Yihua Zheng no Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland. "É por isso que estamos indo para lá. Antes de colocarmos os satélites lá, você tem que estar ciente de quão variável é o ambiente, "Disse Xapsos.

A região do slot é atraente para satélites - especialmente satélites de navegação e comunicações - porque a partir de cerca de 12, 000 milhas acima, oferece não apenas um ambiente de radiação relativamente amigável, mas também uma visão ampla da Terra. Durante tempestades magnéticas intensas, Contudo, partículas energéticas da correia externa podem surgir na região da fenda.

SET pesquisará a região do slot, fornecendo algumas das primeiras medições meteorológicas diárias desta vizinhança em particular no espaço próximo à Terra. A missão também estuda os detalhes de como a radiação danifica instrumentos e testa diferentes métodos para protegê-los, ajudando engenheiros a construir peças mais adequadas para voos espaciais.

"Dispositivos eletrônicos hoje em dia são tão pequenos, complicado e rápido, "Disse Xapsos. Quanto menor for um dispositivo, mais vulnerável é aos danos da radiação, e o mais desafiador é prever seu desempenho no espaço. "SET nos permitirá entender melhor o que acontece quando um íon atinge um dispositivo, e para melhorar os modelos de quantas vezes esses transtornos ocorrem. "

Existem dois tipos de danos por radiação que o SET estuda. Os primeiros são conhecidos como efeitos de evento único, ou seja, o que acontece quando um íon de alta energia acelerado por uma erupção solar ou de um raio cósmico galáctico perfura a eletrônica. Esses ataques acontecem aleatoriamente, uma partícula de cada vez, e carregue um circuito com carga elétrica extra. O resultado pode ser uma inversão de dados - em código binário, por exemplo, virar de 0 para 1 - isso afeta a memória armazenada ou os programas que operam as espaçonaves. Muitas espaçonaves estão equipadas para se recuperar desses obstáculos, mas na pior das hipóteses, eles podem causar falhas no sistema e danos catastróficos.

Mas esses golpes dramáticos não são a única preocupação - a radiação mais branda com o tempo também degrada os circuitos. Partículas carregadas presas na eletrônica meteorológica dos cinturões de radiação, reduzindo gradualmente seu desempenho quanto mais tempo estão em órbita.

O SET é equipado com um monitor de clima espacial e três experimentos de placa de circuito - cada um não maior que um cartão-postal - para estudar os dois tipos de dano.

CREDANCE - abreviação de Cosmic Radiation Environment Dosimetry and Charging Experiment - é o monitor de clima espacial da SET, construído para pesquisar raios cósmicos e partículas nos cinturões de radiação. Estes são os fragmentos de átomos de alta energia que podem perfurar as paredes da espaçonave, eletrônicos prejudiciais.

Dois experimentos de placa de circuito também estudam efeitos de eventos únicos. COTS-2 - que significa Comercial de prateleira - coleta informações sobre a frequência dos efeitos de evento único e como mitigá-los, especially in specialized computer chips. DIME—short for the Dosimetry Intercomparison and Miniaturization Experiment—consists of two separate boards that together demonstrate six different ways to measure space radiation using affordable, commercially available parts. The experiment can help future missions decide the best way to monitor radiation for their spacecraft.

Another circuit board experiment focuses on total radiation dose. ELDRS—short for Enhanced Low Dose Rate Sensitivity—is named for the mystery it studies:the ELDRS effect. This is what engineers call the intensified damage that certain types of electronics face when exposed to mild radiation over time—as opposed to the lesser damage experienced if exposed to the same total dose all at once. Information from this experiment will help improve test methods on Earth to make electronics space-ready.

Juntos, the SET experiments will expand our understanding of the near-Earth space environment and how its radiation impacts instruments. "SET data will directly go into improving our models so we can better evaluate the radiation environment future missions will encounter, " said Goddard aerospace engineer Megan Casey. Models are a key component in selecting and testing any electronics destined for spaceflight.

SET is part of the Space Environment Effects (SFx) experiment, one of three experiments on board the Demonstration and Science Experiments, or DSX, spacecraft being launched by the U.S. Air Force.

DSX is launching as part of the Space Test Program-2 (STP-2) mission, managed by the U.S. Air Force Space and Missile Systems Center (SMC). SET is one of four NASA missions on this STP-2 launch—all of which are dedicated to improving technology in space. DSX separates from the launch vehicle approximately 3.5 hours after launch.

SET is the latest addition to NASA's fleet of heliophysics observatories. NASA heliophysics missions study a vast interconnected system from the Sun to the space surrounding Earth and other planets, and to the farthest limits of the Sun's constantly flowing stream of solar wind. SET's observations provide key information on the Sun's effects on our spacecraft, enabling further exploration of space.