Vedci už nejaký čas vedeli, že zemská atmosféra stráca každý deň niekoľko stoviek ton kyslíka. Chápu, ako k tejto strate kyslíka dochádza na nočnej strane Zeme, ale nie sú si istí, ako sa to stane na dennej strane. Vedia však jednu vec; vyskytujú sa počas auror.
Podľa tlačovej správy NASA pre observatórium Zeme nie sú žiadne dva prípady odtoku kyslíka úplne rovnaké, a preto je ich pochopenie výzvou. Nazývajú udalosti „fontány plynu“, ktoré unikajú zo Zeme počas aurorálnej činnosti a Observatórium Zeme má za úlohu porozumieť im.
Misia je súčasťou programu NASA pre pozorovanie Zeme s názvom VISIONS-2 (Vizualizácia odtoku iónov pomocou neutrálneho snímania atómov-2) a vyžaduje si určité podmienky. Z dobrého dôvodu sa odohráva v nórskom Alesunde na Svalbarde v Nórsku. Je to najsevernejšie celoročné civilné osídlenie na svete. Má celoročný prístav bez ľadu a moderné zariadenie na odpálenie rakiet. V zime tu nie je ani slnko, ktoré by zasahovalo do štúdia polárnych žiaroviek.
Ale je tu ešte niečo, čo z neho robí ideálne prostredie pre misiu VISIONS-2. Každé ráno prechádza Ny Alesund pod slabým bodom magnetickej bubliny Zeme. Slabá stránka je ako lievik, ktorý nasmeruje prudký slnečný vietor do našej hornej atmosféry. To spôsobuje aurorálne displeje a varí plyny našej atmosféry do vákua priestoru v aurorálnej fontáne.
Vedci s VISIONS-2 nedávno spustili dve sondážne rakety, aby preskúmali stratu kyslíka počas auror. Ozvučené rakety sú malé cielené rakety, ktoré sa dajú rýchlo spustiť. V tomto prípade boli obe rakety nabité kamerami a inými nástrojmi a pripravené na spustenie.
Štartovací tím musí byť veľmi trpezlivý. Ale samozrejme majú technológiu na svojej strane. Nemusia čakať, kým neuvidia polárnu žiaru. Vďaka satelitu DSCOVR (Deep Space Climate Observatory) si vopred všimnú polárnu žiaru.
DSCOVR je observatórium slnečného vetra NOAA. Sedí v bode LaGrange medzi Zemou a Slnkom a informuje tím VISIONS-2, keď je solárny vietor dostatočne silný a správne nasmeruje spôsobujúci polárne záblesky. V najlepšom prípade dostane tím upozornenie na hodinu.
Aj pri pokročilom varovaní je tím opatrný. Ak sa ukáže, že slnečný vietor je príliš slabý, zbytočne spustia štart. Ak sú podmienky pozemného vetra v zemskej atmosfére príliš silné, je to tiež problém. Rakety sú neriadené, preto musia byť pred vypustením orientované, aby zodpovedali vetrom. Našťastie má tím k dispozícii ďalší nástroj. Každých 30 minút sa podľa potreby spúšťajú meteorologické balóny na testovanie vetra.
„Mali sme taký úžasný zážitok z budovania týchto veľmi zložitých a schopných užitočných zaťažení ...“ - Doug Rowland, hlavný riešiteľ, Goddardovo vesmírne letové stredisko NASA.
Rakety boli predstavené v Ny-Ålesund, Svalbard (Nórsko) a vedci počkali na polárnu žiaru pred spustením páru. 7. decembra 2018 vedci spustili rakety počas polárnej polície. Na fotografii nižšie je dlhá expozícia rakiet, ktorá zachytáva obe spustenia, aj keď k nim došlo pár minút od seba.
Misia používala pár rakiet, aby v každej z nich mohla použiť kombináciu rôznych nástrojov. Niektoré nástroje si vyžadovali spriadaciu platformu a iné nie. Dvojica rakiet vypustených s pár minútami medzi nimi tiež umožnila podobným prístrojom odčítať údaje v priebehu času. Vyššie uvedený obrázok ukazuje prvú fázu zapálenia a vyhorenia dvoch rakiet, keď boli poslané na misiu študovať stratu kyslíka v zemskej atmosfére.
"Mali sme taký úžasný zážitok pri budovaní týchto veľmi zložitých a schopných užitočných zaťažení, ich integrácii a testovaní na Wallops, potom ich priviedli na pole," uviedol Doug Rowland, hlavný vyšetrovateľ misie a vesmírny fyzik v Goddardovom vesmírnom letovom centre NASA. "Uvedenie na trh bolo veľmi emotívnym momentom, a to ešte viac, keď sme videli, že všetky nástroje fungovali dobre a vedecké podmienky boli dobré."
Po vypustení má raketa desať minút na svoju prácu v atmosférickej fontáne. Kamery s neutrálnymi atómami zobrazujú obraz fontány zvnútra aj zvonka. Polárna žiara dokumentuje samotnú polárnu žiaru, jej teplotu, intenzitu a výšku. Ak všetko pôjde dobre, výskumný tím bude odmenený „vedeckou stenou“.
Zdá sa, že spustenie 7. decembra bolo úspešné. Skorý pohľad na údaje ukazuje, že prístroje fungovali správne a vrátili zamýšľané údaje. „Myslím, že sme videli„ atmosférickú fontánu “, povedal Rowland. Údaje je ešte potrebné analyzovať a škálovať, „ale môžeme o nich mať dôkazy z viacerých hľadísk.“
Zem je, samozrejme, dynamická, živá a aktívna planéta. Deje sa toho veľa. Projekt VISIONS-2 je navrhnutý nielen preto, aby nám pomohol lepšie porozumieť našej planéte, ale aj iným planétam. Ktoré planéty sú obývateľné? Prečo sú niektorí tak pustí? Ako ju stratila planéta ako Mars, ktorá mala kedysi atmosféru?
Atmosféra Zeme sa čoskoro nezmení. Až kým slnko nezmení červeného obra asi za 5 miliárd rokov. V tom vzdialenom čase bude rozširujúce sa slnko vrieť našu atmosféru preč ako nič. Potom sme hotoví.
Množstvo kyslíka (a vodíka) strateného zo zemskej atmosféry počas týchto auror je malé. Niekoľko stoviek ton môže znieť každý deň veľa, ale nie je to tak. Fotosyntéza v každom prípade pomáha obnoviť kyslík. Stále je to dôležitá súčasť hádanky, aby sme pochopili, ako veci fungujú a aké sú podrobnosti vo vzťahu medzi Zemou a jej hviezdou.
- Tlačová správa: K mapovaniu úniku atmosféry zo Zeme
- Poznámky z terénneho observatória Zeme: Záloha Aurory
- DSCOVR: Hlboké vesmírne observatórium
- Cornell University Ask and Astronomer: Koľko meteoritov zasiahne Zem každý rok?
