У 2012 році обсерваторія на балонній кулі, відома як рекордер галактичних елементів Super Trans-Iron (SuperTIGER), взяла на себе небо для проведення висотних спостережень галактичних космічних променів (GCRs). Дотримуючись традицій свого попередника (TIGER), SuperTiger встановив новий рекорд після виконання 55-денного польоту над Антарктидою - що сталося між груднем 2012 року та січнем 2013 року.
16 грудня 2019 року, після багаторазових спроб запуску, обсерваторія знову вийшла в ефір і двічі пройшла над Антарктидою протягом всього трьох з половиною тижнів. Як і його попередник, SuperTIGER - це спільна робота, призначена для вивчення космічних променів - високоенергетичних протонів та атомних ядер, які походять за межами нашої Сонячної системи та подорожують через космос із близькою швидкістю світла.
Програма SuperTIGER - це спільна робота між Вашингтонським університетом у Сент-Луїсі, університетом штату Міннесота та НАСА Центром космічних польотів Годдарда (GSFC) та лабораторією реактивного руху в Каліфорнійському технологічному інституті (Caltech). Цей прилад, народжений балоном, призначений для вивчення рідкісного типу космічних променів, які складаються з атомних ядер важких елементів.
Кінцева мета - дізнатись, де і як ці промені можуть досягати швидкості, просто ухиляючись від швидкості світла, а також протестувати нову модель, коли космічні промені, як вважають, виникають у пухких скупченнях, що містять молоді, масивні зірки. Як пояснив Брайан Раух - доцент Вашингтонського університету та головний дослідник SuperTIGER, ключ до успіху - час:
«Значення нашого спостереження зростає з кількістю подій, які ми спостерігаємо по суті лінійно з часом, тому ми просто хочемо провести якомога довший рейс, щоб максимально збільшити статистику зібраних даних. День даних - це невеликий приріст прогресу, і нам просто потрібно спустити голову і продовжувати шліфувати ».
Для реколекції, космічні промені - це енергетичні частинки, що походять від нашого Сонця, від інших зірок у галактиці та інших галактик взагалі. Найпоширеніший тип, який складає приблизно 90% усіх променів, виявлених вченими, складається з протонів або ядер водню, тоді як ядра геліну та електрони займають віддалене друге та третє місце (відповідно, 8% та 1%).
Решта 1% складається з ядер важчих елементів, таких як залізо, які зменшують спільність залежно від їх масової маси. За допомогою SuperTIGER дослідницька група шукає найрідкісніший тип усіх, «надважких» космічних променевих ядер, які важчі заліза - від кобальту до барію. Ці елементи утворюються в ядрах масивних зірок, які потім розсіюються в космос, коли зірки йдуть надновою.
Вибухи також призводять до короткого, але інтенсивного сплеску нейтронів, який може зливатися з ядрами заліза, розпадатися на протони та створювати важчі елементи. Ударна хвиля, що виникає під час вибуху, також захоплює і прискорює ці частинки, поки вони не стають швидкохідними космічними променями високої енергії. Як пояснив Джон Мітчелл, головний дослідник місії в Центрі космічних польотів Годдарда НАСА, пояснив:
«Важкі елементи, як золото у ваших ювелірних виробах, виробляються за допомогою спеціальних процесів у зірках, і SuperTIGER має на меті допомогти нам зрозуміти, як і де це відбувається. Ми всі зірчасті, але з'ясування того, де і як цей зоряний порох допомагає нам краще зрозуміти нашу галактику та своє місце в ній ".
Коли ці промені потрапляють в атмосферу Землі, вони вибухають і створюють зливи вторинних частинок, частина яких досягає детекторів на землі. Протягом багатьох років вчені використовували ці виявлення, щоб визначити властивості вихідного космічного променя. Вони також створюють заважаючий фоновий ефект, через що повітряні інструменти набагато ефективніші при вивченні їх.
Пролітаючи на висоту 40000 метрів над рівнем моря, SuperTIGER та подібні наукові кулі здатні плавати вище 99,5% атмосфери. Після багаторазових затримок, пов'язаних з погодою, політ SuperTIGER-2 розпочався 16 грудня 2019 року в ранкові години ранку, після чого повітряна куля завершила свою першу повну революцію в Антарктиді до 31 грудня.
Крім того, команді місії довелося зіткнутися з деякими технічними несправностями, які включали проблеми з джерелом живлення та комп’ютерну несправність, яка усунула один з модулів детектора на початку польоту. Незважаючи на це, команда отримала повітряну кулю в повітрі в тому, що НАСА Програмне бюро з повітряних кульок назвало "ідеальним запуском". Як заявив Раух у прес-релізі університету безпосередньо перед запуском:
"Після трьох сезонів Антарктики - з 19 спробами запуску, двома запусками та одним відновленням корисного вантажу з поля Крейваса - чудово, щоб SuperTIGER-2 нарешті досяг плаваючої висоти і почав збирати наукові дані. Третій сезон - чарівність! »
Як зазначалося, рейс SuperTIGER-1 (2012-13 рр.) Побив наукові рекорди на повітряній кулі, залишившись на плаву 55 днів. Ця місія не намагатиметься оскаржити цей запис, і завдяки технічним проблемам, з якими пережила команда, вони передбачають, що SuperTIGER-2 зібере близько 40% статистики, досягнутої в першому польоті.
Коли вже завершена друга революція навколо континенту, команда тепер чекає на погоду, щоб визначити, коли місія закінчиться. "Шлях стратосферних вітрів, що циркулюють в цьому сезоні, наш політ буде припинено, коли повітряна куля надходить на відповідне місце наприкінці нашої другої революції навколо континенту, - сказав Раух.
Як і у всіх космічних таємницях, справжнім ключем до їх розв’язання є добре старомодне терпіння!
