Een reeks wetenschappelijke ballonnen staat op het punt om op te stijgen vanaf het terrein van NASA's Columbia Scientific Balloon Facility in Fort Sumner, New Mexico, instrumenten dragen die wetenschappers zullen helpen de verbinding tussen de zon en de aarde te begrijpen.

De zon sist in het centrum van ons zonnestelsel op 93 miljoen mijl afstand, maar daar houdt de invloed niet op. Het ademt de zonnewind uit, een continue stroom van geladen deeltjes die langs de aarde raast en meer dan 4 miljard mijl voortduurt. Plotselinge uitbarstingen van de zonnewind kunnen prachtige aurora's op aarde veroorzaken, maar kan ook radio- en GPS-signalen verstoren, onze satellieten bedreigen, en vormen een risico voor elektriciteitsnetten aan de oppervlakte.

Van de zes ballonvluchten die tussen nu en half juni zullen opstijgen, vier experimenten zullen verschillende aspecten van de invloed van de zon bestuderen. Ze zullen zich concentreren op het stuk lucht 60-300 mijl (100-50 kilometer) boven het oppervlak, waar de bovenste atmosfeer en de ruimte van de aarde elkaar ontmoeten. Naast het genereren van nieuwe wetenschap, ballonexperimenten zoals deze bieden een goedkope manier om nieuwe instrumenttechnieken te testen en bieden waardevolle kansen voor beginnende wetenschappers om praktijkervaring op te doen.

ASHI:All-Sky Heliospheric Imager

De All-Sky Heliosferische Imager, of ASHI, is een meeliftende lading die niet eerder dan 5 mei meevliegt met de Columbia Scientific Balloon Flight (CSBF) Test Flight II, 2021. ASHI's vlucht zal het vermogen van het instrument testen om strooilicht te verminderen en de zonnewind vanaf hier op aarde te observeren. Ongeveer zo groot als een autowiel en met een gewicht van ongeveer 33 pond (15 kilogram), ASHI zal bovenop de ballon zitten en naar boven kijken om een ​​volledig beeld te krijgen van een halfrond van de lucht. ASHI heeft een fisheye-lens en -detector onder een kraal die het strooilicht aanzienlijk vermindert om het groothoekbeeld vast te leggen.

Deze ballontestvlucht is ter voorbereiding van een mogelijke toekomstige vlucht aan boord van een geostationaire satelliet. Het team beoordeelt het vermogen van ASHI om strooilicht van de zon te verminderen, Maan, en aarde, en het potentieel om de zonnewind kwantitatief te bekijken en te meten terwijl deze de aarde passeert. ASHI wordt geleid door Bernard Jackson, een ruimtewetenschapper aan de Universiteit van Californië, San Diego.

BALBOA:op ballon gebaseerde waarnemingen voor zonovergoten Aurora

BALBOA, afkorting voor BALloon-Based Observations voor zonovergoten Aurora, zal een breedbeeld-infraroodcamera testen die is ontworpen om aurora's overdag te bestuderen. Aangezien aurora's zich voornamelijk op de noord- en zuidpool van de aarde bevinden, BALBOA zal airglow in beeld brengen, de natuurlijke gloed van de hele atmosfeer van de aarde, op deze testvlucht.

Wetenschappers bestuderen aurora's om beter te begrijpen hoe onze planeet reageert op binnenkomende energie en deeltjes van de zon. Aurora's zijn meestal 's nachts bestudeerd, maar ze komen ook overdag voor - zonlicht maakt het gewoon onmogelijk om ze te zien. Vooral, Zonverlichte aurora's interesseren ruimtewetenschappers omdat ze voorkomen aan de kant van de aarde die naar de zon is gericht:waar de interacties tussen de aarde en de zon beginnen.

BALBOA zal niet eerder dan 29 april als meeliftende lading op de CSBF-testvlucht I vliegen, samen met BOOMS (zie hieronder). De missie wordt geleid door Xiaoyan Zhou, een ruimtewetenschapper aan de Universiteit van Californië, Los Angeles.

BBC:Chirpsounder met luchtballon

BBC, afkorting voor Balloon-borne Chirpsounder, zal nieuwe technologie demonstreren voor het bestuderen van de ionosfeer. De ionosfeer is het deel van de bovenste atmosfeer dat elektrisch wordt geladen door de zon. Deze zee van geladen deeltjes ondergaat constante veranderingen, krimpen en zwellen als reactie op zowel het aardse weer van onderaf als de activiteit van de zon van bovenaf.

BBC zal ongeveer 40 mijl boven het oppervlak vliegen, waar het radiosignalen de ionosfeer in zal sturen. BBC zal meten hoe de radiosignalen uit en door de ionosfeer pingen voordat ze terugkaatsen naar zijn detectoren. Op een manier die echolocatie nabootst, BBC's metingen kunnen worden gebruikt om de dichtheid en hoogte van dit deel van de atmosfeer te bepalen, waar veranderingen onze communicatiesystemen kunnen verstoren, zoals radio en gps. Technologie die tijdens deze ballonvlucht is getest, kan worden aangepast voor toekomstige ruimtevluchten.

BBC zal niet eerder dan 29 april met een handgelanceerde ballon vliegen. De BBC-missie wordt geleid door Alex Chartier, een ionosfeeronderzoeker aan het Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory in Laurel, Maryland.

BOOMS:Ballonobservatie van Microburst-schalen

BOEM, of ballonobservatie van microburst-schalen, is ontworpen om microbursts waar te nemen, flitsen van röntgenlicht die sporadisch in de polaire atmosfeer verschijnen. Microbursts ontstaan ​​wanneer hoogenergetische elektronen die de aarde omringen, in onze atmosfeer duiken en botsen met atmosferische gassen. het vrijgeven van uitbarstingen van licht in röntgengolflengten. Deze röntgenstralen worden snel weer geabsorbeerd door de atmosfeer, dus ze kunnen niet vanaf de grond worden gemeten. Dus, een ballon-gedragen instrument is nodig om ze te observeren.

Microbursts gebeuren in korte tijdsduur - ongeveer 100 milliseconden - over kleine gebieden, van een paar mijl tot tientallen mijlen op de poolstreken waar poollicht wordt gevormd. Wetenschappers kennen ze al meer dan 60 jaar, maar heb nog nooit de beelden met hoge resolutie vastgelegd die nodig zijn om te begrijpen waardoor ze worden veroorzaakt. Ballonnen, die langzaam genoeg reizen om aurora's op dezelfde locatie te zien komen en gaan, zijn ideaal om te bepalen wanneer en waar ze zich voordoen.

De vlucht van Fort Sumner zal geen microbursts waarnemen, die voorkomen op hogere breedtegraden; het team test het instrument voor een toekomstige lancering vanuit Zweden. BOOMS zal niet eerder dan 29 april meevliegen als meeliftende lading op de CSBF-testvlucht I, samen met BALBOA. De BOOM-missie wordt geleid door John Sample, een ruimtewetenschapper aan de Montana State University in Bozeman.