NASA, Kuzey Işıklarını "CT Taraması" ve Gizli Aurora Akımlarını Haritalamak İçin İkiz Roketleri Ateşledi

Alaska'nın üzerinde soğuk bir kış gecesinde - zaten parıldayan yeşil bir aurora perdesiyle parıldayan bir gökyüzünün altında -NASA saniyeler arayla fırlatılan bir çift sondaj roketiyle karanlığı deldi ve canlı bir devreyi kesen sondalar gibi parlayan fırtınayı yukarıya doğru kesti.

Amaç havai fişek değildi; teşhis amaçlıydı. NASA Jeofiziksel Dengesiz İyonosferik Sistem Bilimi (GNEISS, "güzel" olarak telaffuz edilir) olarak adlandırılan görevin, kuzey ışıkları açıldığında akımların üst atmosferde nasıl aktığını 3 boyutlu olarak yeniden yapılandırma girişimi olan, auroranın elektriksel ortamının tıbbi CT taramasına benzer bir şey üretmek için tasarlandığını söylüyor.

Bu ezoterik gelebilir, ancak riskler oldukça gerçekçi. Auroral akımlar yalnızca muhteşem hava gösterileri sağlamaz. Yardım ediyorlar uzaydan gelen enerjiyi yeniden dağıtmak havayı ısıtacak, rüzgarları harekete geçirecek ve uyduların hareket ettiği koşulları değiştirebilecek şekillerde Dünya'nın üst atmosferine yayılıyor.

Elektrik kanallarının ne tür önemli olduğunu anlamakuzay havasır” bunu yapabilir bozmak navigasyon, iletişim ve uzay aracı operasyonları, özellikle de daha fazla altyapı güvenilir uydu hizmetlerine bağlı olduğundan.

GNEISS baş araştırmacısı ve New Hampshire'daki Dartmouth College'dan profesör Dr. Kristina Lynch, "Biz sadece roketin nereye uçtuğuyla ilgilenmiyoruz" dedi. basın bülteni. "Akıntının atmosfer boyunca aşağıya doğru nasıl yayıldığını bilmek istiyoruz."

NASA'nın Wallops Uçuş Tesisi ekip göreve genel bakışı 5 Şubat'ta yayınladı ve daha sonra bunu Alaska'nın Fairbanks yakınlarındaki Poker Flat Araştırma Alanından lansman ayrıntılarıyla güncelledi. Siyah ve Dağınık Auroral Bilim Araştırmacısı 9 Şubat'ta havalandı ve onu 10 Şubat başında iki roketin arka arkaya fırlatıldığı GNEISS izledi.

Görevleri anlatırken, NASA parlayan bir kutup ışığı yayını bir ampulle karşılaştırdı. Aurora, elektronlar aktığı için parlıyor, ancak ışığın göründüğü yerde elektrik durmuyor. Ev elektriğinin bir kablodan geçmesi gibi, gün ışığı elektriğinin de bir döngüyü tamamlaması gerekiyor. Görünür aurora bu yolculukta yalnızca bir adımdır; uzaydan aşağıya doğru akan elektronların eninde sonunda devreyi kapatacak bir dönüş yolu bulması gerekir.

Gizem, "dönüş yolunun" dağınık olmasıdır. NASA, elektronların aurorayı ateşe verdikten sonra çarpışmalar, rüzgarlar, basınç değişimleri ve değişen elektrik ve manyetik alanlar tarafından şekillendirilen öngörülemeyen yönlere dağıldıklarını belirtiyor. Bu karmaşıklık, kapanma akımının doğrudan gözlemlenmesini zorlaştırıyor; ancak sistemin nasıl çalıştığını anlamak çok önemli.

GNEISS ve CT taraması metaforunun devreye girdiği yer burasıdır. Misyonun mimarisi tomografi etrafında inşa edilmiştir; farklı açılardan alınan birden fazla "dilim" birleştirilerek bir iç yapı yeniden inşa edilmiştir. NASA, GNEISS'in bunu, yer tabanlı alıcılardan oluşan bir ağ ile eşleştirilmiş, farklı dilimler boyunca aynı aurora boyunca yan yana uçan iki roketle yaptığını söylüyor.

Dr. Lynch, "Bu aslında auroranın altındaki plazmanın CT taramasını yapmaya benziyor" diye açıkladı.

Hastane BT taramasında, X-ışını ışınları dokudan geçer ve karşılaştıkları şeyler tarafından değiştirilir. Bilgisayar yazılımı bu ölçümleri 3 boyutlu bir görüntü halinde yeniden yapılandırır.

GNEISS'ta "hasta", aurora elektriği tarafından iletilen iyonize gazdır (plazma). Roketler yukarıdan uçtukça radyo sinyallerini çevredeki plazma üzerinden yerdeki alıcılara iletiyorlar.

NASA, plazmanın bunları değiştirdiğini açıklıyor radyo dalgalarıaraştırmacıların plazma yoğunluğunu çıkarmasına olanak tanıyarak elektriğin nerede kolayca akabileceğini ve akamayacağını etkili bir şekilde ortaya koyuyor. Bu yoğunluk haritası, ışık devresini anlamak için bir çerçeve haline geliyor.

Roketler bunu tek başına yapmıyor. Bir kez auroranın içine girince, NASA Her roketin dört alt yükü (toplamda sekiz küçük ölçüm platformu) fırlattığını, böylece ekibin tek bir yörünge boyunca tek bir noktaya güvenmek yerine auroral yapı içindeki farklı konumları örnekleyebileceğini söylüyor.

Yüksek profilli yörünge görevleriyle karşılaştırıldığında genellikle gözden kaçırılan sondaj roketlerinin sessizce parladığı yer burasıdır. Hızlıdırlar, hedefe yöneliktirler ve gökyüzündeki koşullarla sıkı bir koordinasyon içinde fırlatılabilirler.

NASA, auroraları elektrik akımları, parçacık akışları ve çarpışmalar tarafından yönlendirilen "uzayın gökyüzüyle buluştuğu yerde" ortaya çıkan fenomenler olarak tanımlıyor. Sondaj yapan roketler, kısa ama bilgi açısından zengin bir pencere için aletleri tam olarak olmaları gereken yere yerleştirerek bu aksiyon boyunca uçacak şekilde zamanlanabilir.

NASA'nın son güncellemesi, bu pencerenin pratikte nasıl göründüğüne dair bir anlık görüntü sunuyor. Siyah ve Dağınık Auroral Bilim Araştırmacısı, 9 Şubat'ta Alaska Standart Saati ile sabah 3:29'da fırlatıldı ve yaklaşık 224 mil (360 kilometre) zirve yüksekliğine ulaştı. GNEISS, 10 Şubat'ta AKST saatiyle 1:19'da sadece 30 saniye arayla iki fırlatma gerçekleştirdi ve roketler yaklaşık 198 mil (yaklaşık 319 kilometre) zirve irtifalara ulaştı.

Bu rakımlar önemlidir çünkü aurora, belirsiz anlamda bir "yüksek atmosfer" ışık gösterisi değildir. Yüklü parçacıkların ve üst atmosfer kimyasının çarpıştığı ve Dünya atmosferi ile yakın uzay ortamı arasındaki sınırın dinamik, elektriksel olarak aktif bir sistem haline geldiği spesifik bir bölgeyi temsil eder.

Aşağıdan ölçüm yapmakla o sistemin içinden ölçüm yapmak arasındaki fark, pencereden yıldırımı izlemek ile fırtınanın içinde olmak arasındaki farktır.

NASA, bilim adamlarının uzun süredir yer tabanlı gözlemler kullanarak auroralar üzerinde çalıştıklarını ve bunun NASA'nın EZIE uydu misyonuMart 2025'te fırlatılan bu cihaz, kuzey ışıklarındaki elektrik akımlarını yukarıdan ölçüyor. Yer görüntülerini, yerinde roket verilerini ve uydu ölçümlerini birleştirmek, NASA'nın aynı sistemi birden fazla görüş noktasından görmesine olanak tanır.

​Dr. Lynch, "Eğer yerinde ölçümleri yerdeki görüntülerle bir araya getirebilirsek, o zaman aurorayı okumayı öğrenebiliriz" diye ekliyor.

Bu ifade -"aurora'yı okumayı öğrenin"- çok iş yapıyor. Araştırmacılar için bu, güzel desenlerden tanısal imzalara geçmeyi ve auroradaki belirli şekillerin, hareketlerin ve parlaklık değişikliklerinin, altta yatan akımlar ve enerji akışı için ne anlama geldiğini fark etmeyi ima ediyor. Diğer herkes için bu, auroraların sadece bir gösteri değil aynı zamanda modern teknolojiyi etkileyebilecek uzay hava koşullarıyla görünür bir arayüz olduğu bir geleceğe işaret ediyor.

NASA ayrıca aynı fırlatma penceresinde uçulan ikinci bir görevi de vurguladı: Aurora'nın en tuhaf özelliklerini hedef alan Siyah ve Dağınık Auroral Bilim Araştırmacısı, yani "auroraların içinde siyah aurora olarak bilinen sıra dışı boş noktalar."

Bilim insanları buraların, auroral akımların aniden yön değiştirdiği yerler olduğundan şüpheleniyor. Eğer auroral aktiviteyi beklenmedik bir geri dönüşe sahip bir güç sistemi olarak hayal ederseniz, rahatsız edici bir fikir. NASA, bunun, 2025'teki denemenin elverişsiz bilim ve hava koşulları nedeniyle iptal edilmesinden sonra görevin ikinci denemesi olduğunu söyledi.

Eşleştirilmiş çabalar esasen auroral elektriğin koordineli bir denetimidir. Görevlerden biri akımın atmosferde nasıl yayıldığını ve kapandığını haritalarken, diğeri akımın yön değiştirebileceği tuhaf boşlukları araştırıyor.

Uydu takımyıldızlarının, GPS zamanlamasının ve uzaya dayalı iletişimin havacılıktan finansa kadar her şeyi desteklediği bir çağda, bu tür temel "bağlantı şeması" çalışması, kutup ışığı ovalinin çok ötesinde sonuçlara sahip olabilir. Anında getirisi, gün ışığı fiziğini daha iyi anlamak olsa bile.

Şimdilik veriler elimizde ve analiz başlıyor. NASA, GNEISS baş araştırmacısının yer istasyonlarının, alt yüklerin ve bomların beklendiği gibi çalıştığını ve ekibin lansmandan ve şu ana kadar toplanan verilerden memnun olduğunu bildirdiğini söyledi.

Sonuçta, auroralar her iki şekilde de dans etmeye devam edecek. Bununla birlikte, GNEISS gibi görevlerle bu dansı dilim dilim ölçülebilir bir yapıya dönüştüren NASA, kuzey ışıklarının Dünya'yı uzaya bağlayan elektrik kuvvetlerinin okunabilir bir göstergesi haline gelebileceğine inanıyor.

Tim McMillan emekli bir kolluk kuvveti yöneticisi, araştırmacı muhabir ve The Debrief'in kurucu ortağıdır. Yazıları genellikle savunma, ulusal güvenlik, İstihbarat Topluluğu ve psikoloji ile ilgili konulara odaklanmaktadır. Tim'i Twitter'da takip edebilirsiniz: @LtTimMcMillan. Tim'e e-posta yoluyla ulaşılabilir: [email protected] veya şifreli e-posta yoluyla: [email protected]