Раскрывая тайны северного сияния: НАСА запустило две ракеты на Аляске, чтобы сделать «КТ» небесного света

На этой неделе НАСА запустило две ракеты со стороны Аляски, чтобы лучше понять электрическую «схему» полярных сияний — красочных световых шоу, которые возникают, когда солнечный ветер сталкивается с атмосферой Земли.

В ходе миссий две суборбитальные зондирующие ракеты стартовали с исследовательского полигона Poker Flat Research Range недалеко от Фэрбенкса, Аляска. На их борту находилось научное оборудование, которое на короткое время вошло в атмосферу для сбора данных.

Целью обеих ракет стало северное сияние (Aurora Borealis).

Миссия под названием Black and Diffuse Auroral Science Surveyor (BADASS) («Исследователь черных и диффузных полярных сияний») стартовала рано утром 9 февраля. Её целью было изучение черных полярных сияний — феномена, при котором электроны устремляются вверх, в космос, вместо того чтобы течь по направлению к Земле, как это происходит при обычных сияниях.

Ракета достигла высоты 224 мили (360 км), после чего упала обратно на Землю. Главный исследователь миссии BADASS Марилия Самара заявила, что всё прошло по плану: научные приборы на ракете отработали штатно и вернули высококачественные данные, которые НАСА сможет использовать для изучения черных сияний и причин, вызывающих обратный поток электронов.

Миссия Geophysical Non-Equilibrium Ionospheric System Science (GNEISS) (произносится как «найс»), что переводится как «Геофизическое изучение неравновесной ионосферной системы», использовала пару ракет для более масштабной цели: создания своеобразной «компьютерной томографии» электрических токов, текущих в северном сиянии.

Ракеты GNEISS были запущены одна за другой 10 февраля и достигли максимальной высоты в 198 миль (319 км). Запуски прошли в соответствии с графиком, собрав данные, которые НАСА использует для изучения внутренних механизмов полярных сияний.

«Мы хотим понять, как ток распространяется вниз сквозь атмосферу», — заявила Кристина Линч, главный исследователь GNEISS и профессор Дартмутского колледжа.

Используя две ракеты и сеть наземных приемников, данные, собранные во время полета, позволят исследователям создать трехмерное изображение электрической среды полярного сияния.

«Это, по сути, как сделать КТ плазмы под сиянием», — пояснила Линч.

Изучение полярных сияний крайне важно, поскольку они связаны с геомагнитными бурями. Эти бури могут вызывать различные технические неполадки у спутников в космосе, а также представлять опасность для астронавтов. На Земле такие штормы способны приводить к отключениям электроэнергии, вынуждать самолеты менять маршруты и создавать помехи для радиопередач.

Продолжение текста (научно-популярный стиль):

Данные, полученные в ходе миссий BADASS и GNEISS, помогут ученым не только понять природу северного сияния, но и научиться точнее прогнозировать космическую погоду. Это, в свою очередь, позволит лучше защитить как орбитальные спутники связи и навигации, так и наземную энергетическую инфраструктуру от воздействия солнечной активности.

Черные сияния, за которыми «охотилась» ракета BADASS, представляют собой особенно загадочное явление. В отличие от ярких разноцветных лент, черные сияния выглядят как темные провалы или области, где свечение внезапно исчезает. Ученые предполагают, что изучение этого «обратного» процесса поможет лучше понять сложные электромагнитные взаимодействия между Солнцем и Землей.

Миссия GNEISS, в свою очередь, сосредоточилась на изучении токов, которые текут внутри сияния и вокруг него. Сравнивая данные с двух ракет, запущенных с небольшим интервалом, и показания наземных приборов, исследователи смогут построить первую детальную трехмерную карту этих токов. Понимание того, как именно энергия и заряженные частицы распределяются в ионосфере во время полярного сияния, является ключом к разгадке многих тайн верхних слоев атмосферы нашей планеты.