Rakett flyr over Norge i atmosfærisk vitenskapelig eksperiment

En NASA-lydende rakett steg fra en utskytningsrampe i Norge onsdag morgen i en flere tiår gammel søken etter å forstå årsaken til et tett og vedvarende område av den øvre atmosfæren på jordens side vendt mot solen.

Cusp Region Experiment-2, eller C-REX-2, ledes av romfysiker Mark Conde fra Fairbanks Geophysical Institute ved University of Alaska og finansiert av NASA. Fire-trinns raketten ble skutt opp fra Andøya Space Center på nordkysten av Norge.

«Vi har ventet i over to år på å sende denne nyttelasten inn i cuspen, og romværforholdene vi opplevde i dag var ideelle,» sa Conde. «Foreløpige vurderinger indikerer at alle aspekter av raketten, dens nyttelast og støttende observatorier fungerte som forventet. Vi hadde ikke våget å håpe på en så perfekt justering av forholdene, og absolutt ikke på den første dagen av oppskytingen av vinduet.»

Det som fascinerte forskerne var dette: Det ovale området i den tettere atmosfæren på omtrent 250 miles over havet burde ikke eksistere uten tilsvarende endringer i vind, temperatur eller ionebevegelse for å støtte den ekstra massen. Over et tiår med studier har ikke funnet noen av disse endringene.

«Det er egentlig bare to muligheter,» sa Conde fra Norge før lanseringen. «Dette vil innebære enten store endringer i vinden eller store endringer i det elektrodynamiske miljøet – måten ionosfæren samhandler med atmosfæren. Målet med dette eksperimentet er å se etter de forventede signaturene til forstyrret vind og forstyrrelser i atmosfæren. ionosfæren. .»

Å forstå årsaken til økningen i tetthet og oppdage de tilhørende atmosfæriske handlingene er viktig, for eksempel for å foreta korreksjoner til satellittbaner. Operatører av de mange satellittene som sirkler rundt jorden må hele tiden vurdere å justere banene for å unngå kollisjoner med baneavfall. En bedre forståelse av atmosfærens oppførsel kan forbedre sikkerheten til baneberegninger og til slutt spare drivstoff ved å redusere antall ganger en satellitts motorer må slås på.

Forskning har vist at områder med uforklarlig tetthet forekommer nær cusp-områdene til jordens magnetfelt, de traktformede «hullene» i det magnetiske skjoldet som skjermer jordens atmosfære fra solvinden. Disse traktene går ned i atmosfæren på solsiden av jorden, på breddegrader mellom 70 og 80 grader på den nordlige og sørlige halvkule.

Ovalformede tetthetsendringer skjer vedvarende i høyder over 250 miles, men bare på den siden av planeten som vender mot solen. De representerer en økning i massetetthet på 30 til 100 % over den for omgivelsesatmosfæren.

Men hva er det som støtter denne ekstra massen på den nordlige og sørlige halvkule? Tyngre materialer, inkludert luft, forventes å synke med mindre de kompenseres av en tilsvarende kraft.

«Du kan ikke bare legge til den ekstra massen og ikke gjøre noe annet. Noe i systemet må endres for å holde det gående,» sa Conde. «Folk har observert denne ekstra massen med et romfartøy, men ingen har sett andre tilsvarende forstyrrelser i denne regionen.

«Den eneste ledetråden vi har er en gal elektrisk strømsignatur som følger den, men vi forstår ikke helt hvordan tilstedeværelsen av disse feltjusterte strømmene fører til støttemekanismen som lar denne tingen eksistere,» erklærte han. . «Men det må sikkert være en del av historien.»

C-REX-2 målte vind- og ionehastigheter i rundt 250 mils høyde på jakt etter svar. Nå kommer dataanalysen, som vil ta måneder. Eksperimentteamet er sikre på at dataene vil forbedre forståelsen av denne gåten betydelig.

Eksperimentet ble utført av UAF, men involverte også et stort team av forskere, ingeniører og studenter fra flere land. UAF-ansatte inkluderer doktorgradsstudent Jason Ahrns, som fotograferte opplevelsen ombord på en NASA Gulfstream 4 som fløy fra Island, og UAF-student Matthew Blandin, som fotograferte opplevelsen av Ny-Ålesund, et lite samfunn i den norske skjærgården på Svalbard.

Don Hampton, forskningsfakultetsmedlem ved Geofysisk institutt, var i Longyearbyen på Svalbard for å fotografere eksperimentet. UAF-utdannet student Cameron Westerlund var stasjonert på utskytningsstedet og hadde i oppgave å overvåke tilstanden til nyttelastinstrumentene.

«Å se ting vi snakker om i klasserommet og lære i en formell akademisk setting på en veldig direkte måte, å se dem utfolde seg i sanntid i felten er en slags opplevelse som jeg egentlig ikke hadde forventet,» sa Westerlund. som ble tildelt telemetrirommet og hadde makten til å rydde opp i lanseringen hvis avlesningene ikke så ut til å være korrekte. — Men plutselig skjer det, og det er egentlig noe annet.

Eksperimentet inkluderte også forskere og utstyr fra University of Calgary i Canada, University of New Hampshire, Dartmouth College, Clemson University, University College London og Hokkaido Information University i Japan, samt personell fra NASA, entreprenører fra NASA og Andoya Space i Norge.

C-REX-2 er den siste av ni lanseringer av en internasjonal forskningsinnsats kjent som Grand Challenge-Cusp, som utforsket flere aspekter knyttet til den nordlige cusp-regionen. Lanseringen av C-REX-2 var planlagt til 2019, men ble kansellert på grunn av utilstrekkelige nivåer av solaktivitet.

England, Norge, Canada og Japan er andre land som har satt i gang eksperimenter som en del av den koordinerte cusp-forskningen. Alle oppskytinger har skjedd fra Andoya Island i Norge eller Ny-Ålesund på Svalbard, med bakke- og luftbårne observasjoner fra mange steder i Skandinavisk Arktis.