Een raket vliegt hoog boven Noorwegen in een experiment uitgevoerd door wetenschappers in de atmosfeer

Een NASA-sonde vloog woensdagochtend hoog vanaf een lanceerplatform in Noorwegen in een decennialange zoektocht om te begrijpen waarom er een dicht, aanhoudend stukje bovenste atmosfeer is aan de naar de zon gerichte kant van de aarde.

Het Cusp-regio-experiment, of C-REX-2, wordt geleid door ruimtefysicus Mark Condy van het Fairbanks Institute of Geophysics van de University of Alaska en gefinancierd door NASA. De viertrapsraket werd gelanceerd vanaf het Andoa Space Center aan de uiterste noordkust van Noorwegen.

“We hebben meer dan twee jaar gewacht om deze lading naar de cusp te lanceren, en de ruimteweersomstandigheden die we vandaag hebben meegemaakt, waren perfect”, zei Conde. “De eerste beoordelingen geven aan dat alle aspecten van de raket, zijn nuttige lading en ondersteunende observatoria werkten zoals bedoeld. We hadden niet durven hopen op zo’n perfecte combinatie van omstandigheden, zeker niet op de eerste dag van het lanceervenster.”

Wat wetenschappers voor een raadsel stelden: de regio met de meest intense ovale vorm Atmosfeer Op een hoogte van ongeveer 250 mijl zou het niet moeten bestaan ​​zonder overeenkomstige veranderingen in wind, temperatuur of beweging van ionen om de overtollige massa te ondersteunen. Meer dan een decennium van onderzoek heeft geen van deze veranderingen gevonden.

“Er zijn eigenlijk maar twee mogelijkheden”, zei Conde voor de lancering over Noorwegen. “Het zal ofwel significante veranderingen in de wind of significante veranderingen in de elektrodynamische omgeving met zich meebrengen – de manier waarop de ionosfeer interageert met de atmosfeer. Het hele doel van dit experiment is om te zoeken naar de verwachte signalen van turbulente wind en turbulentie in de ionosfeer .”

Het begrijpen van de oorzaak van de verhoogde dichtheid en het ontdekken van gerelateerde atmosferische acties is belangrijk, bijvoorbeeld bij het maken van correcties in satellietbanen. Exploitanten van veel satellieten die rond de aarde draaien, moeten constant overwegen om de banen aan te passen om botsingen met orbitaal puin te voorkomen. Een beter begrip van atmosferisch gedrag zou de zekerheid in baanberekeningen kunnen verbeteren en uiteindelijk brandstof kunnen besparen door het aantal keren dat satellietmotoren moeten worden gelanceerd te verminderen.

Onderzoek heeft aangetoond dat gebieden met onverklaarbare dichtheid in de buurt van de aarde voorkomen magnetisch veld Randgebieden, trechtervormige “gaten” in het magnetische schild die de atmosfeer van de aarde beschermen tegen de zonnewind. Deze kegels bereiken de atmosfeer aan de zonovergoten kant van de aarde, op breedtegraden tussen 70 en 80 graden op zowel het noordelijk als het zuidelijk halfrond.

Elliptische dichtheidsveranderingen vinden constant plaats op hoogten van meer dan 250 mijl, maar alleen aan de naar de zon gerichte kant van de planeet. Het vertegenwoordigt een toename van de massa dichtheid Van 30% tot 100% boven de omringende atmosfeer.

Maar wat ondersteunt deze extra massa op het noordelijk en zuidelijk halfrond? Zwaardere materialen, inclusief lucht, worden verondersteld te zinken tenzij een overeenkomstige kracht ze ontmoet.

“Je kunt niet zomaar die extra massa toevoegen en niets anders doen”, zei Condé. “Er moet iets in het systeem worden veranderd om het te stoppen.” “Mensen hebben deze extra massa op het ruimtevaartuig opgemerkt, maar niemand anders heeft iets soortgelijks gezien turbulentie in dit gebied.

“Het enige bewijs dat we hebben is een gekke elektrische stroomsignatuur die ermee gepaard gaat, maar we begrijpen niet precies hoe de aanwezigheid van die velduitgelijnde stromen leidt tot het ondersteuningsmechanisme dat dit ding mogelijk maakt”, zei hij. . “Maar het moet zeker deel uitmaken van het verhaal.”

C-REX-2 gemeten Wind De snelheid van het ion naar een hoogte van ongeveer 250 mijl op zoek naar antwoorden. Nu komt de data-analyse, die maanden zal duren. Het experimentteam is ervan overtuigd dat de gegevens het begrip van deze puzzel enorm zullen vergroten.

Het experiment werd geleid door het UAF, maar er was ook een groot team van wetenschappers, ingenieurs en studenten uit verschillende landen bij betrokken. UAF-medewerkers zijn onder meer afgestudeerde student Jason Arns, die het experiment fotografeerde vanaf een NASA Gulfstream 4 die vanuit IJsland vloog, en UAF-afgestudeerde student Matthew Blanden, die het experiment fotografeerde vanuit Ny-lesund, een kleine gemeenschap in de Noorse archipel Svalbard.

Hij was een faculteitslid aan het Institute of Geophysics, Don Hampton, in Longyearbyen in Svalbard om het experiment te filmen. UAF-afgestudeerde student Cameron Westerlund was gestationeerd op de lanceerplaats en kreeg de opdracht om de integriteit van de payload-instrumenten te bewaken.

“De dingen zien waar we in de klas over praten op een zeer directe manier en leren in een formele academische setting, en het in realtime in het veld zien gebeuren, is het soort ervaring dat ik echt niet had verwacht”, zei Westerlund, die zich in een telemetriekamer bevindt en opruimingsbevoegdheid heeft als de metingen er niet goed uitzien.’ ‘Maar het gebeurt ineens, wat echt iets anders is.’

Het experiment omvatte ook onderzoekers en apparatuur van de Universiteit van Calgary in Canada, de Universiteit van New Hampshire, Dartmouth College, Clemson University, University College London en Hokkaido University of Information in Japan, samen met personeel van NASA, NASA-aannemers en Andoa Space in Noorwegen.

De C-REX-2 is de laatste van negen lanceringen in een internationale onderzoeksinspanning die bekend staat als de Grand Challenge-Cusp, waarbij veel aspecten met betrekking tot de Northern Rim-regio werden verkend. De lancering van C-REX-2 was gepland voor 2019, maar werd geannuleerd vanwege onvoldoende zonneactiviteit.

Andere landen die proeven hebben gelanceerd in gecoördineerde onderzoeksinspanningen zijn Engeland, Noorwegen, Canada en Japan. Alle lanceringen vonden plaats vanaf het eiland Andoya in Noorwegen of Ny-lesund in Svalbard, met grond- en luchtobservaties vanaf vele locaties in het Noordpoolgebied.