Кеннет Джон Фрост - Kenneth John Frost

Кеннет Дж. Фрост
Кеннет Дж. Фрост
	Кен Фрост, астрофизик
Родившийся	Кеннет Джон Фрост; 3 октября 1934 г.; Бруклин, Нью-Йорк, Соединенные Штаты
Умер	5 августа 2013 г. (78 лет); Балтимор, Мэриленд, Соединенные Штаты
Гражданство	Американец
Образование	BS (1957);
Альма-матер	Манхэттенский колледж; Университет Рочестера;
Известен	Исследования физики Солнца высоких энергий.; Спектрометры с активной антисовпадательной защитой для рентгеновской и гамма-астрономии.; Рентгеновские спектрометры на четырех орбитальных солнечных обсерваториях (OSO-1, 2, 5 и 8) и на Solar Maximum Mission (SMM); Ученый миссии SMM

Кеннет Джон Фрост (3 октября 1934 г. - 5 августа 2013 г.)^[1] был пионером в ранней космической программе, разрабатывая и управляя инструментами для обнаружения и измерения Рентгеновские лучи и гамма излучение в космосе, в первую очередь от Солнца. Он был первым, кто предложил использовать активный сцинтилляционный экран, работающий в электронное антисовпадение с первичным детектором для уменьшения фона от взаимодействий космических лучей, инновация, которая сделала возможной астрономию с использованием чувствительного жесткого рентгеновского и гамма-излучения. Он был Американец астрофизик в Центр космических полетов Годдарда работая как госслужащий для Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства. За свою карьеру он был научным сотрудником проекта Миссия Solar Maximum, главный следователь шести научных инструментов, руководитель отделения солнечной физики и заместитель директора по космическим наукам.

Фрост получил Мемориальную премию Джона К. Линдсея в 1982 году за роль в качестве ученого проекта и одного из главных инициаторов миссии Solar Maximum Mission (SMM).^[2] Премия Линдси - это высшая научная награда Годдарда, присуждаемая каждый год «Чтобы отметить сотрудника Годдарда, который лучше всего демонстрирует качества широких научных достижений в области космической науки». Он назван в честь Джона Линдсея, человека, который нанял Фроста более двадцати лет назад и который отвечал за запуск серии орбитальных солнечных обсерваторий (OSO), которые привели к многим достижениям в солнечной физике и астрофизике в 1960-х и 1970-х годах.^[3]

биография

Фрост родился в Бруклине, штат Нью-Йорк, 3 октября 1934 года в семье Казимира и Эдны Фрост. Окончил в 1952 г. Свято-Троицкая епархиальная гимназия (тогда в Бруклине, теперь в Хиксвилле, штат Нью-Йорк) и получил степень бакалавра наук в Манхэттенский колледж в Нью-Йорке. Участвовал в аспирантуре физического факультета Университет Рочестера в течение одного года в северной части штата Нью-Йорк, но уехал в 1958 году, прежде чем защитил докторскую диссертацию, чтобы поступить на работу в НАСА. Он был одним из первых сотрудников этого нового агентства и работал сначала в Военно-морской исследовательской лаборатории, а затем в недавно открывшемся Центре космических полетов Годдарда в Гринбелте, штат Мэриленд. Он проработал в Годдарде всю свою карьеру до выхода на пенсию в 1997 году. Он умер в возрасте 78 лет 5 августа 2013 года в больнице. Медицинский центр Университета Мэриленда с Центр шоковой травмы Р. Адамса Коули от осложнений после падения в своем доме в Аннаполисе, штат Мэриленд.

Карьера в НАСА

Солнце было первой и главной заботой Фроста, хотя его интересовали все источники высокоэнергетических рентгеновских и гамма-фотонов в космосе, независимо от того, откуда они во Вселенной. Он был главным исследователем многих летных приборов, всех рентгеновских и гамма-спектрометров. Он служил в течение нескольких лет в качестве главы отделения высоких энергий солнечной энергии, а затем помог определить роль Годдарда в первых попытках заниматься наукой на космической станции. Он стал заместителем директора по космическим наукам под руководством Стива Холта в качестве директора до выхода на пенсию в 1997 году.

Научное наследие

В общей сложности 130 статей и презентаций перечислены в НАСА ADS с Фростом в качестве соавтора, 57 из них прорецензированы, а семь из них - с ним в качестве ведущего автора.^[4] Две из его работ имели непреходящее значение в продвижении нашего понимания солнечных вспышек. Самая известная статья, опубликованная в 1971 году, основана на наблюдениях солнечной вспышки с помощью прибора Фроста на пятой неделе. Солнечная обсерватория на орбите (OSO-5) и представляет «Данные жесткого рентгеновского излучения для двухэтапного ускорения частиц в солнечной вспышке».^[5] Он по-прежнему цитируется сегодня, всего 154 цитирования, 5 из которых только в 2013 году. Вторая статья, опубликованная в 1969 году и озаглавленная «Быстрая тонкая структура в вспышке жесткого солнечного рентгеновского излучения, наблюдаемого OSO-5», менее известна, но все еще имеет 116 цитирований.^[6]

Инструменты науки

Активные антисогласованные спектрометры для рентгеновских и гамма-наблюдений в космосе

В начале космической программы в конце пятидесятых - начале шестидесятых годов было осознание того, что рентгеновские лучи и гамма-лучи, которые невозможно обнаружить с земли, открывают новое окно во Вселенную. Эти высокоэнергетические фотоны имели потенциал для новых научных открытий, которые могли бы соперничать или превосходить все, что было достигнуто ранее с помощью наземной оптической астрономии. Следовательно, возникла большая потребность в летающих постоянно улучшающихся рентгеновских и гамма-приборах для определения интенсивности и спектра излучения Солнца и других более удаленных космических источников этого излучения.

При первых попытках обнаружить рентгеновское и гамма-излучение от Солнца было обнаружено, что фоновый поток в космосе имеет тот же порядок величины, что и максимальные теоретические оценки первичного потока. Таким образом, любой детектор должен был уметь подавлять этот фон. Свинцовое экранирование для подавления этого фона и обеспечения угловой коллимации оказалось безуспешным, поскольку оно генерировало свой собственный фон в результате взаимодействия с космическими лучами. Фрост был первым, кто предложил использовать активный сцинтилляционный экран вокруг детектора рентгеновского / гамма-излучения с двумя соединенными электронным антисовпадением, чтобы отклонить нежелательные события заряженных частиц и обеспечить требуемую угловую коллимацию.^[7]^[8]^[9]

Рисунок активного антисовпадательного коллимированного сцинтилляционного спектрометра, предназначенного для гамма-астрономии в диапазоне энергий от 0,1 до 3 МэВ.^[7]

Предлагаемый инструмент показан на рисунке справа.

Frost разработал этот дизайн в сотрудничестве с Лоуренс Э. Петерсон, затем в Университете Миннесоты, который независимо работал над подобной идеей. Вместе они построили инструмент этого типа и запустили его на высотном воздушном шаре к верхним слоям атмосферы над Миннеаполисом 10 июня 1962 года. Они смогли продемонстрировать работу прибора и установить верхние пределы потока гамма-излучения. лучи спокойного (не вспыхивающего) Солнца между 160 и 800 кэВ, которые были «значительно ниже доступных ранее».^[10]

Рентгеновские и гамма-спектрометры этого типа с активной защитой стали стандартом для высокочувствительных наблюдений за солнечными и космическими источниками, и вариации этого основного метода используются до сих пор.

Серия орбитальной солнечной обсерватории (OSO)

Фрост был ИП для активных спектрометров антисовпадений на четырех из восьми Орбитальные солнечные обсерватории, а именно OSO-1, 2, 5 и 8.^[11]^[12]^[13]^[14]Все инструменты были рентгеновскими и гамма-спектрометрами той же базовой конструкции с активным коллиматором антисовпадений, который изначально предлагал Фрост. Лоуренс Э. Петерсон из Калифорнийского университета в Сан-Диего (UCSD), Эдвард Чупп из Университета Нью-Гэмпшира (UNH) и другие разработали аналогичные инструменты, которые использовались на OSO-1, 3 и 7, так что был рентгеновский и гамма-спектрометр почти на каждом из восьми OSO.

Миссия Solar Maximum (SMM)

Фрост был научным сотрудником проекта НАСА в рамках Миссии максимума солнечной энергии (SMM), которая была запущена 14 февраля 1980 года. В 1984 году проект включал первый зарегистрированный ремонт на орбите с использованием космического шаттла. СТС-41С. СММ продолжала работать до повторного входа в атмосферу Земли 2 декабря 1989 года. В ее состав входили семь инструментов, специально отобранных для обеспечения скоординированных наблюдений солнечной активности, в частности солнечные вспышки и выбросы корональной массы (CME). Фрост был ИП спектрометра жесткого рентгеновского взрыва (HXRBS), который измерял жесткий рентген спектр тысяч солнечных вспышек с высоким временным разрешением.^[15] Наблюдения HXRBS стали широко использоваться в качестве основного индикатора энергетического электроны в солнечных вспышках.^[16] Многие ученые, в том числе не входящие в непосредственную группу PI, использовали хронологию рентгеновских лучей HXRBS и спектры интересующих их вспышек. Наблюдения подтвердили энергетическое значение ускоренных электронов в солнечных вспышках, и в течение десятилетия они стали стандартной мерой. солнечного жесткого рентгеновского излучения. Свободный доступ к данным HXRBS значительно увеличил влияние и важность этого относительно простого спектрометра, который фактически был резервным устройством от спектрометра OSO-5 Фроста, который летал десятью годами ранее.

Наследие

Важным наследием Фроста является его вклад в первые дни наблюдений физики Солнца из космоса. В литературе есть много других статей с важными научными результатами, основанными на анализе данных, полученных с помощью инструментов Фроста, но его роль не всегда ясна. Фрост получил разрешение на добавление большого количества научных инструментов к различным космическим кораблям OSO. Таким образом, одним из его величайших вкладов обычно считается его пропагандистская роль в физике Солнца. Он разработал и отстаивал новые инструменты и новые миссии, которые могли быть успешно одобрены политическим процессом. Величайшим наследием Фроста науке была его роль в инициировании и провозглашении миссии Solar Maximum. Хотя он не достиг цели, на которую он надеялся раскрыть полное понимание солнечных вспышек, он заложил основу, от которой зависят все будущие солнечные космические миссии.