Учените от известно време знаят, че атмосферата на Земята губи няколко стотин тона кислород всеки ден. Те разбират как се случва тази загуба на кислород от нощта на Земята, но не са сигурни как се случва на деня. Те обаче знаят едно нещо; те се случват по време на аурора.
Според прессъобщение на Нас обсерваторията на НАСА няма две събития на изтичане на кислород са абсолютно еднакви, което ги прави разбирането предизвикателство. Те наричат събитията „газови фонтани“, които избягват Земята по време на аврорална дейност, а Земната обсерватория има мисия, посветена да ги разбере.
Мисията е част от програмата на НАСА за обсерватория на Земята, наречена VISIONS-2 (визуализиране на йонния отток чрез Neutral Atom Sensing-2) и изисква определени условия. Тя е заложена в Ny Alesund, Svalbard, Норвегия по добра причина. Това е най-северното целогодишно гражданско селище в света. Той има пристанище без лед целогодишно и модерно съоръжение за изстрелване на ракети. Тук също няма слънце през зимната нощ, което да пречи на изучаването на аврорите.
Но има нещо друго, което прави това идеалната настройка за мисията VISIONS-2. Всяка сутрин Ny Alesund преминава под слаба точка в магнитния балон на Земята. Слабата точка е като фуния, която канализира яростния слънчев вятър в горната ни атмосфера. Това предизвиква издухване и изхвърля газовете от атмосферата ни във вакуума на пространството в изгрев фонтан.
Наскоро изследователи с VISIONS-2 пуснаха две сондажни ракети, за да изследват загубата на кислород по време на аврора. Звуковите ракети са малки, насочени ракети, които могат да бъдат изстреляни бързо. В този случай двете ракети бяха заредени с камери и други инструменти и подготвени за изстрелване.
Екипът за изстрелване трябва да бъде много търпелив. Но разбира се, те имат технология на своя страна. Не е нужно да чакат, докато видят аурората, те са забелязали напреднала аурора благодарение на спътника DSCOVR (Deep Space Climate Observatory).
DSCOVR е слънчевата обсерватория на NOAA. Той се намира в точка LaGrange между Земята и Слънцето и казва на екипа на VISIONS-2, когато слънчевият вятър е достатъчно мощен и ориентира правилния начин да предизвика аврори. В най-добрия случай екипът получава около час предупреждение.
Дори и с разширено предупреждение, екипът е предпазлив. Ако слънчевият вятър се окаже твърде слаб, тогава те ще пропилеят старта. Ако условията на земния вятър в земната атмосфера са твърде силни, това също е проблем. Ракетите не са насочени, така че те трябва да бъдат ориентирани преди изстрелването, за да отчитат ветровете. За щастие екипът разполага с друг инструмент, метеорологични балони, изстреляни на всеки 30 минути, ако е необходимо, за тестване на вятъра.
„Имахме невероятно изживяване при изграждането на тези много сложни и способни полезни товари…“ - Дъг Роуланд, главен изследовател, Центъра за космически полети на Годард от НАСА.
Ракетите бяха инсценирани в Ни-Олесун, Свалбард (Норвегия), а изследователите изчакаха аурора, преди да изстрелят двойката. На 7 декември 2018 г. изследователите изстреляха двете ракети по време на аврора. Снимката по-долу е дълга експозиция на ракетите, която заснема и двете изстрелвания, въпреки че са станали няколко минути един от друг.
Мисията използва двойка ракети, за да могат да използват комбинация от различни инструменти във всяка. Някои инструменти изискват въртяща се платформа, а други не. Двойка ракети, изстреляни с няколко минути между тях, също позволиха на подобни инструменти да вземат показания във времето. Горното изображение показва запалвания на първо ниво и изгаряния на двете ракети, тъй като те са изпратени на мисията си да проучат загубата на кислород в земната атмосфера.
„Имахме невероятно изживяване, като изградихме тези много сложни и способни полезни товари, интегрирайки ги и тествайки ги в Wallops, след което ги изведохме на полето“, казва Дъг Роуланд, главен изследовател на мисията и космически физик в Центъра за космически полети Goddard на НАСА. „Изстрелването беше много емоционален момент, още повече, когато видяхме, че всички инструменти са се представили добре и научните условия са добри.“
След изстрелването има десетина минути ракетата да свърши работата си в атмосферния фонтан. Камерите за изображения на неутрални атоми изграждат картина на фонтана отвътре и отвън. Авроралната камера документира самата аурора, нейната температура, интензивност и височина. Ако всичко върви добре, изследователският екип е възнаграден със „стена на науката“.
Стартирането на 7 декември изглежда е успешно. Ранен преглед на данните показва, че инструментите функционират правилно и връщат предвидените данни. „Вярвам, че видяхме„ атмосферния фонтан “- каза Роуланд. Данните все още трябва да бъдат анализирани и мащабирани, „но може да имаме доказателства за това от множество гледни точки“.
Земята, очевидно, е динамична, жива, активна планета. Тук се случва много. Проектът VISIONS-2 е предназначен не само да ни помогне да разберем по-добре нашата собствена планета, но и другите планети. Кои планети са обитаеми? Защо някои са толкова запустяли? Как планета като Марс, която някога имаше атмосфера, я загуби?
Земната атмосфера няма да изчезне скоро Така или иначе, докато слънцето не зачерви гигант след около 5 милиарда години. В този далечен момент от време, разширяващото се Слънце ще отведе атмосферата ни като нищо. Тогава сме готови.
Количеството кислород (и водород), загубено от земната атмосфера по време на тези аурори, е незначително. Няколкостотин тона всеки ден може да звучат много, но не е така. Във всеки случай фотосинтезата помага за възстановяване на кислорода. Все още е важно парче от пъзела за разбирането как работят нещата и какви са подробностите във връзката между Земята и нейната звезда.
- Прессъобщение: Към картографиране на бягството на атмосферата от Земята
- Записки на Земята от обсерваторията от полето: засилване на Аврората
- DSCOVR: Обсерватория за дълбок космически климат
- Попитайте и астроном от университета Корнел: Колко метеорита удрят Земята всяка година?
