ICON为电离层提供了开创性的见解，揭示了电离层如何与地面和太空天气相互作用。它关于等离子体运动和电离层发电机的发现重塑了我们对这一大气层对技术和通信的影响的理解。图片来源:美国宇航局戈达德太空飞行中心/Mary Pat Hrybyk-Keith

　　NASA的ICON任务通过研究电离层与地球和空间天气的相互作用，增强了我们对电离层对技术的影响的理解，为o奠定了基础正在进行的科学探索。

　　美国宇航局的ICON任务研究了地球大气层的最外层，即电离层。ICON为太空天气和地球天气之间的相互作用提供了重要的见解。该任务收集了前所未有的气辉细节，显示了一种关系

　　研究了大气离子和地球磁力线之间的关系，并提供了第一个数据

　　具体观察

　　证实了地球长期以来的理论

　　nospheric发电机。在ICON完成主要任务近一年后，由于不明原因，它于2022年11月失去了通信。NASA正式宣布

　　几个月后完成了任务

　　故障排除的NTHS无法恢复联系。

　　任务概述

　　在对地球大气层和太空之间的边界(一个空间天气会干扰卫星和通信信号的区域)做出许多重要发现后，美国宇航局的ICON(电离层连接探测器)任务结束了。该任务于2019年10月启动，并于2021年12月完成了为期两年的任务目标，然后作为延长任务继续运行一年。

　　美国宇航局华盛顿总部的太阳物理部门主任约瑟夫·韦斯特莱克说:“ICON任务确实名副其实。”“ICON不仅成功完成并超越了其主要任务目标，还提供了对电离层以及空间和地面天气之间相互作用的重要见解。”

　　Ionospheric调查

　　ICON航天器在地球大气层最外层的电离层轨道上运行，在那里它研究了影响电离层的事件，包括从下面观察地球天气和从上面观察太空天气。电离层是太空的最低边界，位于距地球表面55英里到360英里之间。它是由电离的粒子海洋组成的:一种带正电荷的离子和带负电荷的电子的混合物，称为等离子体。

　　这一太空前沿是一个充满活力和繁忙的地区，是包括国际空间站在内的许多卫星的所在地，也是无线电通信和全球定位系统信号的管道。卫星和信号都可能被地面和空间天气的复杂相互作用所干扰，因此研究和理解电离层对于理解空间天气及其对我们技术的影响至关重要。

　　这段视频解释了电离层的特征，电离层是地球大气层的最外层。它是极光、国际空间站、各种卫星和无线电波的所在地。图片来源:NASA/Goddard/概念图像实验室/Krystofer Kim

　　突破性的数据和发现

　　ICON任务通过直接测量电离层周围的带电气体，以及电离层最令人惊叹的特征之一——气辉的图像，捕获了有关电离层的前所未有的数据。

　　当彩色带穿过电离层时，ICON跟踪了它们。气辉的形成过程与极光的形成过程类似。然而，气辉现象发生在世界各地，而不仅仅是在极光通常出现的南北纬度地区。虽然气辉通常是暗淡的，但ICON的仪器经过特别设计，可以捕捉到最微弱的光，从而绘制出电离层密度、组成和结构的图像。

　　通过测量多普勒频移，ICON的敏感成像仪还探测到了大气在发光时的运动。加州大学伯克利分校ICON项目负责人托马斯·伊梅尔说:“这就像通过检测喇叭声的变化来测量火车的速度一样，只不过是用光来测量。”该任务是专门设计来执行这项技术上困难的测量。

　　太空的最底层发出明亮的彩色带，称为气辉。信贷:NASA / JSC / esr

　　增进科学认识

　　ICON任务对高层大气的全面观察为科学家在未来几年解开谜团提供了宝贵的数据。例如，它的测量显示了2022年Hunga Tonga-Hunga Ha'apai火山喷发是如何破坏电离层中的电流的。

　　伊梅尔说:“ICON能够捕捉到火山喷发的速度，使我们能够直接看到它是如何影响电离层中带电粒子的运动的。”“这是热带天气和电离层结构之间联系的一个明显例子。ICON向我们展示了地球天气中发生的事情如何与太空事件直接相关。”

　　科技进步

　　另一个科学突破是ICON测量了大气中离子的运动以及它们与地球磁力线的关系。“这真的很独特，”伊梅尔说。“ICON对大气中离子运动的测量在科学上改变了我们对电离层行为的理解。”

　　在ICON的帮助下，科学家们更好地理解了这些相互作用是如何驱动电离层发电机的过程的。这个位于电离层底部的发电机几十年来一直是个谜，因为它很难观测到。

　　ICON提供了第一个具体的观测结果，观察了为发电机提供燃料的风，以及风如何影响太空天气。不可预测的地球风在电离层周围移动等离子体，将带电粒子射向太空或坠落到地球上。电离层和地球电磁场之间的这种带电拉锯战就像一个发电机，产生复杂的电场和磁场，既能影响科技，也能影响电离层本身。

　　“以前没人见过这种情况，”伊梅尔说。“ICON最终提供了风力发电机理论的实验证实。”

　　公司使命包括和遗产

　　2022年11月25日，ICON团队与航天器失去了联系。即使在使用内置命令丢失计时器执行电源周期重置后，也无法与航天器建立通信。尽管航天器保持完整，但其他故障排除技术无法重新建立ICON航天器与任务操作员之间的联系。

　　韦斯特莱克说:“ICON的遗产将通过它在活动期间提供的突破性知识和它的观测数据集而继续存在，这些数据集将继续产生新的科学。”“ICON是未来新任务的基础。”