2012. gadā gaisa balonu radītā observatorija, kas pazīstama kā Super-dzelzs galaktisko elementu ierakstītājs (SuperTIGER), devās debesīs, lai veiktu galaktisko kosmisko staru (GCR) novērojumus augstumā. Turpinot sava priekšgājēja (TIGER) tradīcijas, SuperTiger uzstādīja jaunu rekordu pēc 55 dienu lidojuma pabeigšanas virs Antarktīdas - tas notika starp 2012. gada decembri un 2013. gada janvāri.
2019. gada 16. decembrī pēc vairākkārtējiem palaišanas mēģinājumiem observatorija atkal pacēlās gaisā un divreiz devās pāri Antarktīdai tikai trīsarpus nedēļu laikā. Tāpat kā tā priekšgājējs, SuperTIGER ir kopīgs darbs, kas paredzēts kosmisko staru - augstas enerģijas protonu un atomu kodolu - izpētei, kas nāk ārpus mūsu Saules sistēmas un ceļo pa kosmosu tuvu gaismas ātrumam.
SuperTIGER programma ir sadarbības centieni starp Vašingtonas Sentluisas Universitāti un Minesotas Universitāti un NASA Goddard kosmisko lidojumu centru (GSFC) un reaktīvo dzinēju laboratoriju Kalifornijas Tehnoloģiju institūtā (Caltech). Šis balonā dzimušais instruments ir paredzēts, lai pētītu reto veidu kosmiskos starus, kas sastāv no smago elementu atomu kodoliem.
Galīgais mērķis ir uzzināt, kur un kā šie stari var sasniegt ātrumu, tikai kautrējoties no gaismas ātruma, kā arī pārbaudīt jauno modeli, kurā, domājams, kosmisko staru izcelsme ir brīvās kopās, kurās ir jaunas, masīvas zvaigznes. Kā paskaidroja Braiens Raučs - Vašingtonas universitātes docents un SuperTIGER galvenais pētnieks, panākumu atslēga ir laiks:
“Mūsu novērojumu nozīmīgums palielinās, ņemot vērā notikumu skaitu, kurus novērojam būtībā lineāri laika gaitā, tāpēc mēs vienkārši vēlamies pēc iespējas ilgāk veikt lidojumu, lai maksimāli palielinātu apkopoto datu statistiku. Datu diena ir neliels progresa solis, un mums atliek tikai nolikt galvu un turpināt slīpēt. ”
Jāatgādina, ka kosmiskie stari ir enerģētiskas daļiņas, kas nāk no mūsu Saules, no citām zvaigznēm galaktikā un no citām galaktikām kopumā. Visizplatītākais tips, kas veido aptuveni 90% no visiem zinātnieku atklātajiem stariem, sastāv no protoniem vai ūdeņraža kodoliem, bet hēlija kodoli un elektroni ierindojas tālu otrajā un trešajā vietā (attiecīgi attiecīgi 8% un 1%).
Atlikušos 1% veido smagāku elementu kodoli, piemēram, dzelzs, kuru kopīgums samazinās atkarībā no tā, cik lieli tie ir. Izmantojot SuperTIGER, pētījumu grupa meklē visretāko veidu - “īpaši smagos” kosmisko staru kodolus, kas ir smagāki par dzelzi - no kobalta līdz bārijam. Šie elementi veidojas masīvu zvaigžņu kodolos, kurus pēc tam izkliedē kosmosā, kad zvaigznes pāriet supernovā.
Sprādzieni rada arī īsu, bet intensīvu neitronu pārsprāgšanu, kas var saplūst ar dzelzs kodoliem, sadalīties protonos un radīt smagākus elementus. Arī eksplozijas radītais trieciena vilnis ieslodzīs un paātrina šīs daļiņas, līdz tās kļūst par ātri pārvietojošiem kosmiskajiem augstas enerģijas enerģijas avotiem. Kā skaidroja misijas galvenais līdzdibinātājs NASA Goddard Kosmosa lidojumu centrā Džons Mitčels:
“Smagie elementi, piemēram, zelts jūsu rotaslietās, tiek ražoti, izmantojot īpašus procesus zvaigznēs, un SuperTIGER mērķis ir palīdzēt mums saprast, kā un kur tas notiek. Mēs visi esam stardust, bet izdomāšana, kur un kā šī stardust tiek veidota, palīdz mums labāk izprast mūsu galaktiku un mūsu vietu tajā. ”
Kad šie stari skar Zemes atmosfēru, tie eksplodē un rada sekundāro daļiņu dušas, no kurām dažas sasniedz detektorus uz zemes. Daudzus gadus zinātnieki izmantoja šos atklājumus, lai secinātu par sākotnējā kosmiskā starojuma īpašībām. Tie rada arī traucējošu fona efektu, tāpēc gaisā esošie instrumenti ir daudz efektīvāki to izpētē.
Lidojot līdz 40 000 metru (130 000 pēdu) augstumam virs jūras līmeņa, SuperTIGER un līdzīgi zinātniskie baloni spēj peldēt virs 99,5% atmosfēras. Pēc vairākkārtējiem ar laika apstākļiem saistītiem kavējumiem, SuperTIGER-2 lidojums sākās 2019. gada 16. decembrī neskartajās rīta stundās, pēc tam gaisa balons līdz 31. decembrim pabeidza savu pirmo pilno Antarktīdas revolūciju.
Turklāt misijas komandai bija jātiek galā ar dažiem tehniskiem traucējumiem, kas ietvēra problēmas ar strāvas padevi un datora kļūmi, kas lidojuma sākumā novērsa vienu no detektora moduļiem. Neskatoties uz to, komanda nokļuva gaisā, izmantojot gaisa balonu, ko NASA Balonu programmu birojs sauca par “perfekta attēla palaišanu”. Kā Rauks paziņoja universitātes paziņojumā presei tieši pirms atklāšanas:
“Pēc trim Antarktikas sezonām - ar 19 palaišanas mēģinājumiem, divām palaišanām un vienu kravas atgūšanu no ieplakas laukuma - ir brīnišķīgi, ja SuperTIGER-2 beidzot sasniedz pludiņa augstumu un sāk vākt zinātniskos datus. Trešā sezona ir šarms! ”
Kā minēts, SuperTIGER-1 lidojums (2012.-2013. Gads) sabojāja zinātniskos gaisa balonu ierakstus, kopumā 55 dienas paliekot virs ūdens. Šī misija nemēģinās apšaubīt šo rekordu, un tehnisko problēmu dēļ, kuras komanda piedzīvoja, viņi paredz, ka SuperTIGER-2 savāks apmēram 40% no statistikas, kas sasniegta ar pirmo lidojumu.
Pēc otrās revolūcijas ap kontinentu, kas tagad ir pabeigts, komanda tagad gaida laika apstākļus, lai noteiktu, kad misija beigsies. “Tā kā stratosfēras vēji riņķo šajā sezonā, mūsu lidojums tiks pārtraukts, kad balons nonāks piemērotā vietā. mūsu otrās revolūcijas beigās ap kontinentu, ”sacīja Raučs.
Tāpat kā visu kosmisko noslēpumu gadījumā, īstā atslēga to atrisināšanai ir vecmodīga pacietība!
