НАСА збирається запустити три метеорологічні ракети під час повного сонячного затемнення 8 квітня 2024 року, щоб вивчити вплив на верхні шари атмосфери короткочасного затемнення сонячного світла над частиною планети.
Метеорологічні ракети типу “АРЕР” (зондування атмосферної турбуленції навколо зон затемнення) будуть запущені з випробувального центру НАСА Воллопс у Вірджинії для дослідження турбулентності в іоносфері, що викликані затемненням Сонця місяцем. Подібні метеорологічні ракети вже були запущені раніше з випробувального центру Вайт Сендс у штаті Нью-Мексико та успішно повернуті на землю під час кільцевого затемнення у жовтні 2023 року. Ракети були переоснащені новими інструментами для повторного запуску у квітні 2024 року. Ця місія проходить під керівництвом Ароха Баржатья, професора фізичної інженерії Університету Аеронатики Ембрі-Ріддл у Флориді, де він завідує інструментальною лабораторією космосу та атмосфери.
Метеорологічні ракети будуть запущені у три етапи: 45 хвилин до затемнення, під час та 45 хвилин після затемнення. Ці інтервали важливі для збору даних про те, як раптове затемнення Сонця впливає на іоносферу, створюючи атмосферні турбуленції, що потенційно перешкоджають нашим комунікаціям.
Іоносфера це регіон земної атмосфери, що пролягає на відстані від 90 до 500 кілометрів над поверхнею. “Це наелектризована зона, що відбиває та приломлює радіохвилі, і також впливає на супутникову комунікацію по мірі проходження сигналу,” пояснює Бар’ят’я. “Розуміння іоносфери та розвиток моделей допоможе нам краще прогнозувати атмосферні збурення, це дуже важливо для того, щоб переконатися, що наш світ, який все більше залежить від комунікацій, працює безперебійно”.
Іоносфера формує межу між нижніми шарами атмосфери Землі – де ми живемо та дихаємо – і космічним вакуумом. Це море часток, які стають іонізованими або набувають електричного заряду від енергії Сонця чи його радіації. Коли настає ніч, іоносфера розріджується, бо попередньо іонізовані частки релаксують та рекомбінуються, перетворюючись на нейтральні. Проте Земна погода в атмосферному та навколокосмічному просторах можуть впливати на ці частинки, роблячи цей регіон динамічним та складним у передбаченні стану іоносфери у будь-який даний момент часу.
Часто складно вивчати короткочасні зміни у іоносфері під час сонячного затемнення за допомогою супутників, тому що вони можуть знаходитись у непідходящому місці чи часі, щоб пересікатись з зоною затемнення. Точно знаючи дату та час повного сонячного затемнення, НАСА може точно навести та запустити метеорологічні ракети для вимірювання ефектів затемнення в конкретний час та на всіх висотах іоносфери.
По мірі руху тіні від затемнення крізь атмосферу, вона влаштовує раптовий та локалізований захід Сонця, що породжує широкомасштабні атмосферні хвилі та малі коливання – збурення. Ці збурення впливають на різні частоти радіопередач. Збір даних про ці збурення допоможе науковцям підтвердити та покращити нинішні моделі, що використовуються для передбачення потенційних перешкод для наших комунікацій, особливо на високих частотах.
Очікується, що ракети типу “АРЕР” досягнуть максимальної висоти у 420 кілометрів. Кожна ракета буде вимірювати густину заряджених та нейтральних частинок та навколишні електричні і магнітні поля. “Кожна з ракет випустить по чотири вторинних інструмента розміром з 2-х літрову пляшку содової, які будуть вимірювати ті самі параметри, таким чином, результат від трьох запущених ракет буде як від п’ятнадцяти,” пояснив Баржатья. Три вторинних інструмента були виготовлені в Університеті Ембрі-Ріддл, а четвертий – в Дартмутському Коледжі у штаті Нью-Гемпшир.
На додачу до ракет, декілька команд у Сполучених Штатах також будуть робити виміри іоносфери різними засобами. Команда студентів з Університету Ембрі-Ріддл проведе запуск серії висотних метеорологічних повітряних куль. Співдослідники з лабораторії Хейстек Масачусетського Технологічного Університету та дослідницька лабораторія Військово-повітряних сил у штаті Нью-Мексико задіють численні наземні радари для вимірювань. Використовуючи ці дані, команда науковців з Ембрі-Ріддл та лабораторії прикладної фізики університету Джона Гопкінса вдосконалюватимуть існуючі моделі. Разом, всі ці дослідження стануть у нагоді як елементи пазлу необхідного для того, щоб бачити ширшу картину динаміки іоносфери.
Коли “АРЕР” ракети були запущені під час кільцевого затемнення 2023 року, науковці виявили різке зниження густини заряджених частинок по мірі руху тіні крізь товщу атмосфери. “Ми побачили, що турбулентність має вплив на радіопередачі за допомогою другої та третьої ракет, але не під час першого запуску, до кульмінації локального затемнення,” сказав Баржатья. “Ми надзвичайно раді їх повторному запуску під час повного затемнення, щоб побачити, чи починаються збурення на тій же висоті та чи залишається їх потужність і масштаб однаковим.”
Наступне повне сонячне затемнення на території США відбудеться в 2044 році, тому ці експерименти є рідкісною можливістю для дослідників зібрати надважливі дані.
Запуски “АРЕР” будуть у прямому етері на офіційному YouTube-каналі центру НАСА Воллопс та на офіційній трансляції сонячного затемнення від НАСА. Громадськість також може особисто спостерігати за запусками з 13:00 до 16:00 у центрі відвідувачів випробувального центру Воллопс НАСА.
Текст: Дезіре Аподака – Центр космічних польотів імені Годдарда NASA, Грінбелт, штат Меріленд. Джерело: https://science.nasa.gov/solar-system/skywatching/nasa-to-launch-sounding-rockets-into-moons-shadow-during-solar-eclipse/
Переклад: Ігор Проценко – Диванна штаб-квартира Альфа Центавра, Гостомель, Україна