Science >> Wetenschap >  >> Astronomie

NASA gaat sondeerraketten lanceren in de schaduw van de manen tijdens een zonsverduistering

Deze foto toont de drie APEP-sonderingsraketten en het ondersteuningsteam na een succesvolle montage. De teamleider, Aroh Barjatya, bevindt zich bovenaan in het midden, naast de vangrails op de tweede verdieping. Credit:NASA/Berit Bland

NASA zal tijdens de totale zonsverduistering op 8 april 2024 drie sondeerraketten lanceren om te bestuderen hoe de bovenste atmosfeer van de aarde wordt beïnvloed wanneer het zonlicht tijdelijk over een deel van de planeet dimt.



De Atmospheric Perturbations around Eclipse Path (APEP) klinkende raketten zullen worden gelanceerd vanaf NASA's Wallops Flight Facility in Virginia om de verstoringen in de ionosfeer te bestuderen die ontstaan ​​wanneer de maan de zon verduistert. De sondeerraketten waren eerder gelanceerd en met succes geborgen vanuit de White Sands Test Facility in New Mexico, tijdens de ringvormige zonsverduistering van oktober 2023.

Ze zijn gerenoveerd met nieuwe instrumenten en zullen in april 2024 opnieuw worden gelanceerd. De missie wordt geleid door Aroh Barjatya, hoogleraar technische natuurkunde aan de Embry-Riddle Aeronautical University in Florida, waar hij leiding geeft aan het Space and Atmospheric Instrumentation Lab.

De sonderingsraketten worden op drie verschillende tijdstippen gelanceerd:45 minuten vóór, tijdens en 45 minuten na de lokale zonsverduistering. Deze intervallen zijn belangrijk om gegevens te verzamelen over hoe de plotselinge verdwijning van de zon de ionosfeer beïnvloedt, waardoor verstoringen ontstaan ​​die onze communicatie kunnen verstoren.

De ionosfeer is een gebied in de atmosfeer van de aarde dat zich tussen 90 en 500 kilometer boven de grond bevindt. "Het is een geëlektrificeerde regio die radiosignalen reflecteert en breekt en ook de satellietcommunicatie beïnvloedt terwijl de signalen passeren", zei Barjatya. "Het begrijpen van de ionosfeer en het ontwikkelen van modellen om ons te helpen verstoringen te voorspellen is van cruciaal belang om ervoor te zorgen dat onze steeds meer communicatie-afhankelijke wereld soepel functioneert."

Een sonderingsraket kan wetenschappelijke instrumenten vervoeren tussen 30 en 300 mijl boven het aardoppervlak. Deze hoogten zijn doorgaans te hoog voor wetenschappelijke ballonnen en te laag voor satellieten om veilig toegang te krijgen, waardoor sonderingsraketten de enige platforms zijn die directe metingen in deze regio's kunnen uitvoeren. Krediet:NASA's Goddard Space Flight Center

De ionosfeer vormt de grens tussen de lagere atmosfeer van de aarde – waar we leven en ademen – en het vacuüm van de ruimte. Het bestaat uit een zee van deeltjes die geïoniseerd of elektrisch geladen worden door de energie van de zon of zonnestraling.

Wanneer de nacht valt, wordt de ionosfeer dunner omdat eerder geïoniseerde deeltjes ontspannen en weer samenkomen in neutrale deeltjes. Het aardse weer en het ruimteweer op aarde kunnen echter invloed hebben op deze deeltjes, waardoor het een dynamisch gebied wordt en het moeilijk is om te weten hoe de ionosfeer er op een bepaald moment uit zal zien.

Het is vaak moeilijk om kortetermijnveranderingen in de ionosfeer tijdens een zonsverduistering met satellieten te bestuderen, omdat ze zich mogelijk niet op de juiste plaats of tijd bevinden om het eclipspad te kruisen. Omdat de exacte datum en tijden van de totale zonsverduistering bekend zijn, kan NASA doelgerichte sondeerraketten lanceren om de effecten van de zonsverduistering op het juiste moment en op alle hoogten van de ionosfeer te bestuderen.

Terwijl de eclipsschaduw door de atmosfeer raast, ontstaat er een snelle, plaatselijke zonsondergang die grootschalige atmosferische golven en kleinschalige verstoringen of verstoringen teweegbrengt. Deze verstoringen beïnvloeden verschillende radiocommunicatiefrequenties. Het verzamelen van de gegevens over deze verstoringen zal wetenschappers helpen de huidige modellen te valideren en te verbeteren die potentiële verstoringen van onze communicatie helpen voorspellen, met name hoogfrequente communicatie.

Deze conceptuele animatie is een voorbeeld van wat waarnemers zouden kunnen verwachten te zien tijdens een totale zonsverduistering, zoals die boven de Verenigde Staten plaatsvindt op 8 april 2024. Krediet:NASA's Scientific Visualization Studio

De APEP-raketten zullen naar verwachting een maximale hoogte van 260 mijl (420 kilometer) bereiken. Elke raket zal de geladen en neutrale deeltjesdichtheid en de omliggende elektrische en magnetische velden meten. "Elke raket zal vier secundaire instrumenten uitwerpen ter grootte van een frisdrankfles van twee liter, die ook dezelfde datapunten meten, dus het is vergelijkbaar met de resultaten van vijftien raketten terwijl er slechts drie worden gelanceerd", legt Barjatya uit. Embry-Riddle bouwde drie secundaire instrumenten op elke raket, en de vierde werd gebouwd op het Dartmouth College in New Hampshire.

Naast de raketten zullen verschillende teams in de VS ook op verschillende manieren metingen van de ionosfeer uitvoeren. Een team studenten van Embry-Riddle zal een reeks ballonnen op grote hoogte inzetten. Medeonderzoekers van de Haystack Observatory van het Massachusetts Institute of Technology in Massachusetts en het Air Force Research Laboratory in New Mexico zullen een verscheidenheid aan grondradars bedienen die metingen uitvoeren.

Met behulp van deze gegevens verfijnt een team van wetenschappers van Embry-Riddle en het Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory bestaande modellen. Samen zullen deze verschillende onderzoeken helpen bij het verschaffen van de puzzelstukjes die nodig zijn om het grotere plaatje van de ionosferische dynamiek te zien.

De animatie toont de golven gecreëerd door geïoniseerde deeltjes tijdens de totale zonsverduistering van 2017. Krediet:MIT Haystack Observatorium/Shun-rong Zhang. Zhang, S.-R., Erickson, PJ, Goncharenko, L.P., Coster, AJ, Rideout, W. &Vierinen, J. (2017). Ionosferische boeggolven en verstoringen veroorzaakt door de zonsverduistering van 21 augustus 2017. Geofysische onderzoeksbrieven, 44(24), 12.067-12.073. https://doi.org/10.1002/2017GL076054

Toen de APEP-klinkende raketten werden gelanceerd tijdens de ringvormige zonsverduistering van 2023, zagen wetenschappers een scherpe vermindering in de dichtheid van geladen deeltjes toen de schaduw van de ringvormige zonsverduistering over de atmosfeer trok.

"We zagen de verstoringen die de radiocommunicatie konden beïnvloeden in de tweede en derde raket, maar niet tijdens de eerste raket die vóór de piek van de lokale zonsverduistering was", zei Barjatya. "We zijn super enthousiast om ze opnieuw te lanceren tijdens de totale zonsverduistering om te zien of de verstoringen op dezelfde hoogte beginnen en of hun omvang en schaal hetzelfde blijven."

De volgende totale zonsverduistering boven de aangrenzende VS zal pas in 2044 plaatsvinden, dus deze experimenten zijn een zeldzame kans voor wetenschappers om cruciale gegevens te verzamelen.

Geleverd door NASA




Meer >

Meer >

Hoofdlijnen

  1. Genomisch onderzoek helpt bij het begrijpen hoe dodelijke schimmelinfecties kunnen worden behandeld
  2. Team onthult regels voor het maken van ribben
  3. Wetenschappers passen CRISPR aan om diabetes epigenetisch te behandelen, nierziekte, spierdystrofie
  4. Wereldwijd eerste genomisch onderzoek laat zien waarom invasieve soorten zo succesvol zijn
  5. De structuur en functie van ribosomen in eukaryoten en prokaryoten
  6. Bacteriën hebben tastzin
  7. Super Invader Tree treft Zuid, maar de vlooienkever kan een held zijn
  8. Nieuw zenuwdegeneratiemolecuul geïdentificeerd
  9. Wetenschappers zeggen dat een One Health-benadering van plantgezondheid van vitaal belang is voor het bereiken van duurzame wereldwijde voedselzekerheid

Wetenschap