Zinātnieki kādu laiku ir zinājuši, ka Zemes atmosfēra katru dienu zaudē vairākus simtus tonnu skābekļa. Viņi saprot, kā šis skābekļa zudums notiek Zemes nakts pusē, bet viņi nav pārliecināti, kā tas notiek dienas pusē. Viņi tomēr zina vienu lietu; tie notiek auroras laikā.
Saskaņā ar NASA Zemes observatorijas paziņojumu presei, divi skābekļa izplūdes notikumi nav tieši vienādi, kas tos izprast padara izaicinājumu. Viņi notikumus sauc par “gāzes strūklakām”, kas izplūst no Zemes aeroālās aktivitātes laikā, un Zemes observatorijas uzdevums ir tos saprast.
Misija ir daļa no NASA Zemes observatorijas programmas VISIONS-2 (jonu aizplūšanas vizualizēšana caur neitrālu atomu uztveršanu-2), un tai nepieciešami noteikti nosacījumi. Tā pamatota iemesla dēļ atrodas Ny Alesundā, Svalbardā, Norvēģijā. Tā ir vistālāk ziemeļu civilā apmetne visu gadu. Tam visu gadu ir osta, kas nesatur ledus, un moderna raķešu palaišanas iekārta. Arī ziemas naktī šeit nav saules, lai traucētu auroras studijām.
Bet tas ir kaut kas cits, kas padara to par perfektu iestatījumu VISIONS-2 misijai. Katru rītu Ny Alesund iet zem Zemes magnētiskā burbuļa vājā punkta. Vājais punkts ir kā piltuve, kas novirza niknu saules vēju mūsu augšējā atmosfērā. Tas izraisa auroālus displejus un virina mūsu atmosfēras gāzes uz telpas vakuumu auroālā strūklakā.
Nesen pētnieki ar VISIONS-2 uzsāka divas skanošās raķetes, lai izpētītu skābekļa zudumus auras laikā. Zondējošās raķetes ir nelielas, mērķētas raķetes, kuras var ātri palaist. Šajā gadījumā abas raķetes tika ielādētas ar kamerām un citiem instrumentiem un sagatavotas palaišanai.
Starta komandai jābūt ļoti pacietīgai. Bet, protams, viņiem ir tehnoloģija viņu pusē. Viņiem nav jāgaida, līdz viņi redzēs auroru, viņi ir pamanījuši auroru, pateicoties DSCOVR (Deep Space Climate Observatory) satelītam.
DSCOVR ir NOAA Saules vēja observatorija. Tas atrodas LaGrange punktā starp Zemi un Sauli un stāsta VISIONS-2 komandai, kad Saules vējš ir pietiekami spēcīgs un orientēts pareizajā veidā, lai izraisītu auroras. Labākajā gadījumā komanda saņem apmēram stundas brīdinājumu.
Pat ar pastiprinātu brīdināšanu komanda ir piesardzīga. Ja saules vējš izrādīsies pārāk vājš, tad viņi būs izniekojuši palaišanu. Ja zemes vēja apstākļi Zemes atmosfērā ir pārāk spēcīgi, tā ir arī problēma. Raķetes nav vadāmas, tāpēc tām jābūt orientētām pirms palaišanas, lai ņemtu vērā vēju. Par laimi, komandas rīcībā ir vēl viens rīks - laikapstākļu gaisa baloni, kas pēc vajadzības tiek palaisti ik pēc 30 minūtēm, lai pārbaudītu vēju.
“Mums bija tik pārsteidzoša pieredze, veidojot šīs ļoti sarežģītās un spējīgās kravas…” - Dogs Rowlands, NASA Goddard kosmosa lidojumu centra galvenais izmeklētājs.
Raķetes tika izkārtotas Ny-Ålesundā, Svalbardā (Norvēģija), un pirms pāra palaišanas pētnieki gaidīja auru. 2018. gada 7. decembrī pētnieki aurora laikā iedarbināja abas raķetes. Zemāk redzamajā fotoattēlā ir parādīta ilga raķešu ekspozīcija, kurā tiek fiksēti abi palaišanas gadījumi, pat ja tie notika pāris minūšu attālumā.
Misija izmantoja raķešu pāri, lai katrā varētu izmantot dažādu instrumentu sajaukumu. Dažiem instrumentiem bija nepieciešama vērpšanas platforma, bet citiem - ne. Raķešu pāris, kas tika palaisti ar pāris minūtēm starp tām, arī ļāva līdzīgiem instrumentiem nolasīt laiku. Iepriekš redzamajā attēlā redzamas abu raķešu pirmās pakāpes aizdedzes un izdegšanas, kad tās tika nosūtītas komandējumā, lai izpētītu skābekļa zudumus Zemes atmosfērā.
"Mums bija tik pārsteidzoša pieredze, veidojot šīs ļoti sarežģītās un spējīgās kravas, integrējot un pārbaudot tās Vallopsā, pēc tam nogādājot tās uz lauka," sacīja Dougs Rowlands, misijas galvenais izmeklētājs un kosmosa fiziķis NASA Goddard kosmosa lidojumu centrā. "Palaišana bija ļoti emocionāls brīdis, vēl jo vairāk tad, kad mēs redzējām, ka visi instrumenti ir darbojušies labi un zinātnes apstākļi ir labi."
Pēc palaišanas ir desmit minūtes, kamēr raķete savu darbu var paveikt atmosfēras strūklakā. Neitrālu atomu attēlveidošanas kameras veido strūklakas attēlu no iekšpuses un bez tā. Auroral kamera dokumentē pašu auroru, tās temperatūru, intensitāti un augstumu. Ja viss iet labi, pētniecības komanda tiek apbalvota ar “zinātnes sienu”.
Šķiet, ka 7. decembra atklāšana ir bijusi veiksmīga. Agrīns datu apskats parāda, ka instrumenti darbojās pareizi un atdeva paredzētos datus. "Es uzskatu, ka mēs redzējām" atmosfēras strūklaku "," sacīja Rowland. Dati joprojām ir jāanalizē un jākoriģē, "bet mums var būt pierādījumu par to no dažādiem aspektiem."
Acīmredzot Zeme ir dinamiska, dzīva, aktīva planēta. Šeit notiek ļoti daudz. Projekts VISIONS-2 ir paredzēts ne tikai, lai palīdzētu mums labāk izprast mūsu pašu planētu, bet arī citas planētas. Kuras planētas ir apdzīvojamas? Kāpēc daži ir tik pametuši? Kā tāda planēta kā Marss, kurā kādreiz bija atmosfēra, to pazaudēja?
Zemes atmosfēra nepazudīs drīz. Jebkurā gadījumā tikai tad, kad saule kļūs sarkana milze apmēram 5 miljardu gadu laikā. Tajā tālajā brīdī izplešanās Saule mūsu atmosfēru virinās tā, it kā nekas. Tad mēs esam pabeiguši.
Skābekļa (un ūdeņraža) daudzums, kas zaudēts no Zemes atmosfēras šo auru laikā, ir minimāls. Vairāki simti tonnu katru dienu varētu izklausīties daudz, bet tā nav. Jebkurā gadījumā fotosintēze palīdz atjaunot skābekli. Tas joprojām ir svarīgs mīkla, lai saprastu, kā lietas darbojas, un kādas ir detaļas Zemes un tās zvaigznes attiecībās.
- Paziņojums presei: Atmosfēras aizbēgšanas no zemes kartēšana
- Zemes novērošanas centra piezīmes no lauka: Auroras piesaukšana
- DSCOVR: Dziļās kosmosa klimata observatorija
- Kornela universitātes jautā un astronoms: Cik meteorītu katru gadu skar Zemi?
