Oamenii de știință știu de ceva timp că atmosfera Pământului pierde câteva sute de tone de oxigen în fiecare zi. Ei înțeleg cum se întâmplă această pierdere de oxigen în partea de noapte a Pământului, dar nu sunt siguri cum se întâmplă în ziua. Știu totuși un lucru; se petrec în timpul aurorilor.
Potrivit unui comunicat de presă al Observatorului Pământ al NASA, nu există două evenimente de ieșire de oxigen exact aceleași, ceea ce face ca înțelegerea acestora să fie o provocare. Ei numesc evenimentele „fântâni de gaz” care scapă de Pământ în timpul activității aurorale, iar Observatorul Pământului are o misiune dedicată înțelegerii lor.
Misiunea face parte din programul Observatorului Pământului al NASA, denumit VISIONS-2 (vizualizarea fluxului de ioni prin detectarea atomilor neutri-2) și necesită anumite condiții. Se află în Ny Alesund, Svalbard, Norvegia, din motive întemeiate. Este cea mai nordică așezare civilă pe tot parcursul anului din lume. Are un port fără gheață pe tot parcursul anului și o instalație modernă de lansare a rachetelor. În noaptea de iarnă nu există niciun soare care să interfereze cu studierea aurorei.
Dar există altceva care face din aceasta setarea perfectă pentru misiunea VISIONS-2. În fiecare dimineață, Ny Alesund trece sub un punct slab al balonului magnetic al Pământului. Punctul slab este ca o pâlnie care canalizează vântul solar aprig în atmosfera noastră superioară. Asta provoacă afișări aurorale și fierbe gazele atmosferei noastre în vidul spațiului dintr-o fântână aurorală.
Recent, cercetătorii cu VISIONS-2 au lansat două rachete sonore pentru a investiga pierderea de oxigen în timpul aurorelor. Rachete sunante sunt rachete mici, vizate, care pot fi lansate rapid. În acest caz, cele două rachete au fost încărcate cu camere și alte instrumente și pregătite pentru lansare.
Echipa de lansare trebuie să fie foarte răbdătoare. Dar, desigur, au tehnologie de partea lor. Nu trebuie să aștepte până când vor vedea aurora, au observat în mod avansat o aurora, datorită satelitului DSCOVR (Deep Space Climate Observatory).
DSCOVR este observatorul eolian solar al NOAA. Se află în punctul LaGrange dintre Pământ și Soare și spune echipei VISIONS-2 când vântul solar este suficient de puternic și este orientat spre modul corect de a provoca aurore. În cel mai bun caz, echipa primește un avertisment de aproximativ o oră.
Chiar și cu avertizare avansată, echipa este prudentă. Dacă vântul solar se va dovedi prea slab, atunci vor fi irosit lansarea. Dacă condițiile vântului terestru din atmosfera Pământului sunt prea puternice, aceasta este și o problemă. Rachete nu sunt ghidate, astfel încât acestea trebuie să fie orientate înainte de lansare pentru a da socoteală de vânturi. Din fericire, echipa are la dispoziție un alt instrument, baloanele meteorologice lansate la fiecare 30 de minute, după cum este necesar, pentru a testa vântul.
„Am avut o experiență atât de uimitoare construind aceste sarcini utile foarte complexe ...” - Doug Rowland, investigator principal, Centrul de zbor spațial Goddard al NASA.
Rachete au fost puse în scenă în Ny-Ålesund, Svalbard (Norvegia), iar cercetătorii au așteptat o aurora înainte de a lansa perechea. Pe 7 decembrie 2018, cercetătorii au lansat cele două rachete în timpul unei aurore. Fotografia de mai jos este o expunere lungă a rachetelor, care surprinde ambele lansări, chiar dacă au apărut la câteva minute distanță.
Misiunea a folosit o pereche de rachete pentru a putea folosi un amestec de instrumente diferite în fiecare. Unele instrumente au necesitat o platformă de filare și altele nu. O pereche de rachete lansate cu câteva minute între ele au permis, de asemenea, instrumentelor similare să ia lecturi în timp. Imaginea de mai sus prezintă prima etapă aprinderea și arderea celor două rachete, deoarece au fost trimise în misiunea lor de a studia pierderea de oxigen în atmosfera Pământului.
„Am avut o experiență atât de uimitoare construind aceste sarcini utile foarte complexe și capabile, integrându-le și testându-le la Wallops, apoi aducându-le pe teren”, a spus Doug Rowland, investigatorul principal al misiunii și un fizician spațial la Centrul de zbor spațial Goddard al NASA. „Lansarea a fost un moment foarte emoționant, cu atât mai mult cu cât am văzut că toate instrumentele au funcționat bine și condițiile științifice erau bune.”
După lansare, au rămas zece minute pentru ca racheta să își facă treaba în fântâna atmosferică. Camerele de imagini cu atom de neutru construiesc o imagine a fântânii din interior și din afară. Camera aurorală documentează aurora în sine, temperatura, intensitatea și înălțimea. Dacă totul merge bine, echipa de cercetare este răsplătită cu un „zid al științei”.
Lansarea din 7 decembrie pare să fi avut succes. O analiză timpurie a datelor arată că instrumentele au funcționat corect și au returnat datele prevăzute. „Cred că am văzut„ fântâna atmosferică ”, a spus Rowland. Datele trebuie totuși analizate și scalate, „dar este posibil să avem dovezi despre acestea din mai multe perspective”.
Pământul, evident, este o planetă dinamică, vie, activă. Se întâmplă multe aici. Proiectul VISIONS-2 este conceput nu numai pentru a ne ajuta să înțelegem mai bine propria noastră planetă, ci și alte planete. Ce planete sunt locuibile? De ce sunt unii atât de pustiitori? Cum a pierdut-o o planetă ca Marte, care a avut cândva o atmosferă?
Atmosfera Pământului nu va fi dispărută în curând. Oricum, până când soarele nu se va înroși în aproximativ 5 miliarde de ani. În acel moment îndepărtat în timp, Soarele în expansiune ne va fierbe atmosfera departe ca nimic. Atunci am terminat.
Cantitatea de oxigen (și hidrogen) pierdută din atmosfera Pământului în timpul acestor aurore este minusculă. Puteți suna câteva sute de tone în fiecare zi, dar nu este. În orice caz, fotosinteza ajută la restabilirea oxigenului. Este totuși o piesă importantă a puzzle-ului pentru a înțelege cum funcționează lucrurile și care sunt detaliile în relația dintre Pământ și steaua sa.
- Comunicat de presă: Spre cartografierea evadării atmosferei de pe Pământ
- Note observatorii pământului din câmp: Îmbuscarea Aurorei
- DSCOVR: Observatorul Climei Spațiale Profunde
- Universitatea Cornell Întrebați și astronomii: Câți meteoriți lovesc Pământul în fiecare an?
