Dünyanın manyetik alanı güçlü bir tuzak gibidir. Gezegenimizin yakınındaki uzayda elektrik yüklü parçacıkları çekiyor ve onları Dünya’nın etrafında halka akımı olarak bilinen görünmez, halka şeklinde bir kalemle tuzağa düşürüyor.
Yüklü parçacıkların bu tutsak sürüsü, Dünya’nın uzaydaki değişen koşullara nasıl tepki vereceği konusunda önemli bir rol oynar. uzay havasıuydular ve elektrik şebekeleri gibi güvendiğimiz teknolojileri etkileyebilir. Ancak halka akımı hakkında hala bilmediğimiz çok şey var.
NASA, halka akıntısının içten dışa eşsiz bir görünümünü sağlamak için tasarlanmış bir görevi başlatmaya hazırlanıyor. STORIE (Storm Time O+ Ring current Imaging Evolution) olarak adlandırılan aracın Mayıs ayında NASA için Uluslararası Uzay İstasyonuna 34. SpaceX ticari ikmal hizmetleri misyonuyla fırlatılması planlanıyor. Misyon, ABD Uzay Kuvvetleri ile NASA arasındaki bir ortaklık olan Uzay Test Programı – Houston 11 (STP-H11) yükünün bir parçası olarak uçuyor. STORIE, uzay istasyonunun dışına robotik olarak monte edildikten sonra (varışından birkaç gün sonra bekleniyor), halka akımına dışarıya bakacak ve bilim adamlarının, onun nasıl büyüyüp küçüldüğü ve ne tür parçacıklardan oluştuğu hakkında uzun süredir devam eden soruları yanıtlamasına yardımcı olacak.
Cihazın tasarlandığı ve inşa edildiği NASA’nın Greenbelt, Maryland’deki Goddard Uzay Uçuş Merkezi’nde STORIE’nin baş araştırmacısı olan Alex Glocer, “Bu parçacıkların uzay havası üzerinde önemli etkileri var” dedi. “Bu sıkışıp kalan nüfusun nasıl oluştuğunu ve nereden geldiğini anlamak istiyoruz.”
Bu ayrıntılar özellikle Güneş’ten gelen patlamaların Dünya’da manyetik bozukluklara yol açabileceği güneş fırtınaları sırasında önemlidir. Dünya’nınkine benzer Van Allen radyasyon kuşakları ancak daha düşük enerjili parçacıklarla dolu olan halka akımının boyutu, şekli ve yoğunluğu, güneş fırtınaları sırasında radyasyon kuşaklarının yaptığından daha dramatik bir şekilde dalgalanma eğilimindedir. Ayrıca halka akımında pozitif yüklü parçacıklar ve negatif yüklü parçacıklar zıt yönlerde akarak elektrik akımları oluşturur. Dolayısıyla buradaki değişiklikler, zeminde manyetik dalgalanmalara ve indüklenen akımlara yol açarak boru hatlarını ve elektrik hatlarını potansiyel olarak etkileyebilir. Halka akımı aynı zamanda Dünya yörüngesindeki uyduların yüzeyinde yük birikmesine de katkıda bulunabilir ve bu da uzay aracında arızalara yol açabilir. Ek olarak, halka akımında enerji arttığında, bu enerjinin bir kısmı üst atmosfere aktarılır, ısınmasına, şişmesine ve uydular üzerinde daha fazla sürtünme oluşmasına neden olur, bu da uzay aracının beklenenden daha erken yörüngeden çıkmasına neden olabilir.
Ancak halka akımını doğrudan incelemek zordur çünkü içindeki parçacıklar görünmezdir. Glocer, “Onları yalnızca bir kamerayla görüntüleyemezsiniz” diye açıkladı.
Bunun yerine STORIE, halka akımında sıkışıp kalan yüklü parçacıklar kaçmayı başardığında oluşan enerjik nötr atomların veya ENA’ların parıltısını tarayacak. Parçacıklar, Dünya’nın ekzosfer olarak bilinen dış atmosferinden bir elektron çalarak özgürlüklerini kazanıyor ve nötr hale geliyor.
Glocer, “Bu yüklü parçacıklar nötr hale geldiklerinde, artık Dünya’nın manyetik alanının etkilerini hissetmiyorlar ve artık sıkışıp kalmıyorlar” dedi. “Herhangi bir yöne uçabilirler.”
STORIE, ENA’ların hızını ve yönünü ölçerek, halka akımındaki parçacıkların kökenleri hakkında uzun süredir devam eden soruların yanıtlanmasına yardımcı olabilir (bu parçacıklar güneş rüzgarı olarak bilinen Güneş’ten gelen bir parçacık akışı tarafından mı yoksa Dünya’dan mı beslenirler).
STORIE ekibi, cihazı pozitif yüklü oksijen atomlarına (O+) özellikle dikkat edecek şekilde tasarladı çünkü Glocer’a göre, “Oksijeni gördüğünüzde, bu atmosferden gelir. Bunun çok azını güneş rüzgârından alırsınız.” STORIE çok fazla oksijen atomu bulursa, bilim adamları halka akımının güneş rüzgarından ziyade büyük ölçüde Dünya atmosferi tarafından sağlandığını bilecekler.
Glocer ve diğer bilim insanları ayrıca halka akımındaki yüklü parçacık popülasyonunun hızlı patlamalarla mı yoksa yavaş yavaş ve kademeli olarak mı oluştuğunu öğrenmek istiyorlar. “Bu, bir gölü bir şelalenin sürekli akışıyla veya bir avuç yağmur damlasıyla doldurmak gibi bir şey mi?” dedi Glocer.
NASA’nın Goddard Uzay Uçuş Merkezi
Önceki NASA misyonları – örneğin GÖRÜNTÜ (Manyetopozdan Aurora’ya Küresel Keşif için Görüntüleyici) ve İKİZLER (İki Geniş Açılı Görüntüleme Nötr Atom Spektrometresi) – yukarıdan aşağıya bir görünüm kullanmadan önce halka akımı ENA’larına baktılar, bu da tüm halka akımını aynı anda görmelerine olanak sağladı. Ancak bu perspektiften bakıldığında, halkanın merkezinde Dünya tarafından yansıtılan ultraviyole ışık, ENA gözlemlerine müdahale edebilir ve görüntüleme geometrisi, Dünya’nın ekvatoruna yakın halka akıntısında sıkışıp kalan parçacıkları görmeyi zorlaştırır.
Glocer, “STORIE’nin içten dışa bakış açısından bakıldığında, arkanızda Dünya var ve ekvatorun yakınında sıkışıp kalan ve diğer misyonların gözlemlemesi zor olan bu popülasyonu görebiliyorsunuz” dedi.
Geçmişte bazı sondajlı roket deneyleri halka akımının kısa, içten dışa görüntülerini elde etmişti, ancak gözlemlemek için yalnızca birkaç dakikaları vardı ve her uçuş sırasında halka akımının yalnızca bir kısmını görebilmişlerdi. STORIE’den alınan görüntü her seferinde halka akımının bir dilimini ortaya çıkaracak, ancak uzay istasyonu Dünya yörüngesinde dönerken STORIE yaklaşık olarak her 90 dakikada bir halka akımının tam bir resmini oluşturacaktır.
STORIE, altı aylık görevi boyunca halka akımının zaman içinde nasıl geliştiğini izleyecek ve bilim adamlarının halka akımının güneş fırtınaları sırasındaki davranışı ile Güneş’in sessiz olduğu zamandaki davranışlarını karşılaştırmasına olanak tanıyacak. STORIE’den elde edilen bilgiler, Dünya’nın güneş fırtınalarına nasıl tepki verdiğini daha iyi anlamamıza, uzay hava durumu tahminlerini iyileştirmemize ve uzay havasının insanlığın bağlı olduğu teknoloji üzerindeki etkilerini hafifletmemize yardımcı olacak.
kaydeden Vanessa Thomas
NASA’nın Goddard Uzay Uçuş Merkezi, Greenbelt, MD.
Source link
