A NASA kutatórakétákat indít a sarki fény nyomába

1980

2019 márciusában újra lehetőség nyílik az AZURE misszió elindítására. A sarki fényt kutató rakéták útnak indítását tavaly márciusban a nem megfelelő időjárási körülmények miatt halasztották el. Az idei indítási ablak 2019. április 10-én záródik be.

A földről nézve a sarki fény, az auróra csodálatos, békés látványt nyújt. A hullámzó, színes fényfoltokat azonban a Föld légköre és a Napból származó részecskék összecsapása okozza.

Sarki fény 2015. november 3-án az alaszkai Talkeetnából. (Forrás: Dora Miller)

A gyönyörű fényjelenség ezeknek az ütközéseknek az eredménye – de a felszabaduló mozgási és hőenergia, amely szabad szemmel nem látható, éppen ennyire fontos. A NASA AZURE (Auroral Zone Upwelling Rocket Experiment) projektje segíthet megérteni, milyen mértékben járul hozzá a sarki fény a Föld körüli térségbe belépő és onnan távozó energiamennyiséghez. Minél többet tudunk meg az auróráról, annál jobban megértjük a Föld körüli térségben zajló folyamatokat. Ez a régió egyre inkább az emberiség felségterületévé válik, ahol már nemcsak az űrhajósok dolgoznak, de a mindennapjainkat alakító kommunikációs és a GPS-jelek is itt utaznak.

A következő két év folyamán összesen nyolc rakétát bocsátanak fel Norvégiából, az Andøyában és a Spitzbergákon lévő rakétakilövő állomásokról egy nemzetközi tudományos együttműködés keretében. A kutatás célja a Földhöz közeli ún. sarki tölcsér tartományban végbemenő folyamatok és a sarki fény vizsgálata. A sarki tölcsér az a terület, ahol a bolygó mágneses erővonalai a légkörbe hajlanak, és lehetővé teszik, hogy az űrből érkező részecskék találkozzanak a földi eredetű részecskékkel.

A küldetés vizsgálni fogja a részecskék áramlását az ionoszférában, vagyis a felsőlégkör világűrrel határos, ionizált tartományában, különösképpen az E- és az F-régióban. Az E-régió, amelynek elektromos töltését a rádióhullámokra gyakorolt hatásán keresztül rádióamatőrök fedeztek fel, a felszíntől 90 és 150 kilométer közötti távolságban található. Az éppen fölötte elhelyezkedő F-régió 150 és 500 kilométeres magasság között húzódik. Az E- és az F-régió olyan szabad elektronokat tartalmaz, amelyek a napsugárzás hatására váltak le az atomjukról az úgynevezett fotoionizáció során. Naplemente után, a Nap ionizáló hatása nélkül az elektronok rekombinálódnak a pozitív töltésű ionokkal, így csökken a régió elektronsűrűsége. Az ionizációs és rekombinációs ciklusnak köszönhetően az E- és F-régió különösen turbulens és összetett szerkezetű.

Az AZURE küldetés főként a régiókban fellépő függőleges szeleket fogja vizsgálni, amelyek kavargó részecskelevest létrehozva átrendezik a légkör energiáját, lendületét és összetevőit. A felszíni berendezések által végzett szélmérések nagyjából 10 és 100 kilométer közötti méretű struktúrák létezését igazolták mind a töltött részecskék sodródásában, mint a töltés nélküli szelek esetében. A szelek tudományos in-situ vizsgálata ezidáig csak néhány magasságtartományra korlátozódott, és a mért értékek nem feleltek meg az előrejelzéseknek.

A folyamatokban közrejátszó hatások megértéséhez az AZURE küldetés csapata két kutatórakétát fog fellőni a norvégiai Andøya Űrközpontról. Ha megfelelőek a körülmények, a rakéták kirepülnek az űrbe, és adatokat gyűjtenek a légkör sűrűségéről és hőmérsékletéről, valamint nyomjelző anyagokat, trimetil-alumíniumot és bárium–stroncium keveréket bocsátanak ki, amelyek napfény hatására ionizálódnak. Ezek a keverékek színes felhőket alkotnak, így általuk a kutatók nyomon követhetik a töltés nélküli, és az elektromosan töltött részecskék áramlását. A jelzőanyagokat 115 és 250 kilométer közötti magasságban bocsátják ki, így azok semmilyen veszélyt nem jelentenek a régió lakosaira.

A NASA Wallops Repülési Létesítmény munkatársai teherbírási teszteket végeznek az AZURE küldetés számára a norvégiai Andøya Űrközpontban. (Forrás: NASA’s Wallops Flight Facility)

A színes felhők földi fotográfiai megfigyelésével és pillanatnyi helyzetük folyamatos nyomon követésével a kutatók értékes adatokat kapnak a részecskeáramok vízszintes és függőleges mozgásáról az ionoszféra két kulcsfontosságú régiójában. Ezek a mérések rendkívül fontosak, ha meg akarjuk érteni a titokzatos és gyönyörű sarki fény hatásait. Segítségükkel megtudhatjuk, milyen hatást gyakorol a légkörre, valamint hogyan és hol tárolódik az energiája.

 

Forrás: Sounding Rocket Mission Will Trace Auroral Winds, NASA

Hozzászólás

hozzászólás