Вченим відомо, що атмосфера Землі втрачає кілька сотень тонн кисню щодня. Вони розуміють, як це втрата кисню відбувається на нічній стороні Землі, але не впевнені, як це відбувається вдень. Хоча вони знають одне; вони трапляються під час полярних подій.
Згідно з прес-релізом НАСА "Обсерваторія Землі", жодні два події відтоку кисню не є такими ж, що робить їх розуміння викликом. Вони називають події «джерелами газу», які рятуються від Землі під час полярних дій, а Земляна обсерваторія має місію, присвячену їх розумінню.
Місія є частиною програми обсерваторії Землі НАСА під назвою VISIONS-2 (візуалізація іонного відтоку через нейтральне атомне зондування-2), і для цього потрібні певні умови. Він встановлений в Ні-Алесунді, Шпицберген, Норвегія з поважних причин. Це найпівнічніше цілорічне цивільне поселення у світі. У ньому є крижана гавань цілий рік та сучасний ракетний комплекс. Тут також немає сонця в зимову ніч, щоб заважати вивчати полярне сяйво.
Але є ще щось, що робить це ідеальним умовою для місії VISIONS-2. Щоранку Нью-Алесунд проходить під слабкою точкою магнітного міхура Землі. Слабка точка - це як воронка, яка спрямовує лютий сонячний вітер у нашу верхню атмосферу. Це спричиняє полярні прояви та викидає гази нашої атмосфери у вакуум космосу в полярному фонтані.
Нещодавно дослідники з VISIONS-2 запустили дві звукозаписні ракети для дослідження втрат кисню під час полярних подій. Звукові ракети - це невеликі цільові ракети, які можна швидко запустити. У цьому випадку дві ракети були завантажені камерами та іншими інструментами та підготовлені до запуску.
Команда запуску повинна бути дуже терпляча. Але звичайно, у них на боці є технології. Їм не доведеться чекати, коли вони побачать полярне сяйво, вони помітили про полярну сірку завдяки супутнику DSCOVR (Deep Space Climate Observatory).
DSCOVR - це обсерваторія сонячного вітру NOAA. Він розташовується в точці Лагранж між Землею і Сонцем і повідомляє команді VISIONS-2, коли сонячний вітер є досить потужним і орієнтується на правильний шлях, щоб викликати полярне сяйво. У кращому випадку команда отримує близько години попередження.
Навіть з розширеним попередженням команда обережна. Якщо сонячний вітер виявиться занадто слабким, то вони будуть витрачати даремно. Якщо умови земного вітру в атмосфері Землі занадто сильні, це теж проблема. Ракети не керовані, тому перед запуском їх потрібно орієнтувати, щоб врахувати вітри. На щастя, у команди є інший інструмент, погодні аеростати запускаються кожні 30 хвилин, у міру необхідності для перевірки вітру.
"У нас був такий дивовижний досвід створення цих дуже складних і здатних корисних навантажень ..." - Даг Роуланд, головний слідчий, Центр космічних польотів НАСА Годдарда.
Ракети були поставлені в Ні-Олесун, Шпицберген (Норвегія), і дослідники чекали полярного походження перед запуском пари. 7 грудня 2018 року дослідники запустили дві ракети під час полярного походження. На фото нижче - це довге опромінення ракет, яке фіксує обидва запуски, хоча вони відбулися за пару хвилин.
Місія використовувала пару ракет, щоб вони могли використовувати суміш різних інструментів у кожній. Деякі інструменти потребували прядильної платформи, а деякі - ні. Пара ракет, запущених з декількома хвилинами між ними, також дозволяла подібним інструментам брати читання з часом. Наведене вище зображення показує запалення та вигорання перших ступенів двох ракет, коли вони були відправлені під час своєї місії вивчати втрати кисню в атмосфері Землі.
"У нас був такий дивовижний досвід побудови цих дуже складних та здатних корисних навантажень, інтегруючи та випробовуючи їх у Wallops, а потім виводячи їх у поле", - сказав Дуг Роуланд, головний дослідник місії та космічний фізик в Центрі космічних польотів NASA Goddard. "Запуск був дуже емоційним моментом, тим більше, коли ми побачили, що всі інструменти спрацювали добре і умови в науці були хороші".
Після запуску, ракета може виконати свою роботу в атмосферному фонтані десять хвилин. Камери нейтрального атома зображують фонтан зсередини і ззовні. Авроральна камера документує саму Аврору, її температуру, інтенсивність та висоту. Якщо все піде добре, дослідницька група нагороджена "стіною науки".
7 грудня запуск, здається, був успішним. Ранній огляд даних показує, що інструменти функціонували належним чином і повертали призначені дані. "Я вважаю, що ми бачили" атмосферний фонтан ", - сказав Роуленд. Дані все ще потрібно проаналізувати та масштабувати, "але ми можемо мати докази цього з різних точок зору".
Земля, очевидно, є динамічною, живою, активною планетою. Тут багато чого відбувається Проект VISIONS-2 розроблений не тільки для того, щоб допомогти нам краще зрозуміти нашу власну планету, але й інші планети. Які планети є житловими? Чому деякі такі пусті? Як така планета, як Марс, у якої колись була атмосфера, втратила її?
Атмосфера Землі вже не буде скоро Так чи інакше, поки сонце не вийде червоним гігантом приблизно через 5 мільярдів років. У той віддалений момент часу Сонце, що розширюється, відкине нашу атмосферу як ніщо. Тоді ми закінчили.
Кількість кисню (і водню), втраченого з атмосфери Землі під час цих подій, є незначною. Кілька сотень тонн щодня може здатися багато, але це не так. У будь-якому випадку фотосинтез допомагає відновити кисень. Це все ще важливий фрагмент головоломки для розуміння того, як все працює, і які деталі є у відносинах між Землею та її зіркою.
- Прес-реліз: Наближатися до карти втечі атмосфери із Землі
- Записки з обсерваторії Землі з поля: засмічення Аврори
- DSCOVR: Обсерваторія глибокого космічного клімату
- Корнельський університет запитує і астроном: скільки метеоритів потрапляє на Землю щороку?
