В январе 2025 года NASA откроет окно для запуска двух ракетных миссий с исследовательской базы Покер-Флэт, расположенной недалеко от Фэрбенкса на Аляске. Цель этих амбициозных проектов – раскрыть тайны различных видов полярных сияний, в частности, мерцающих, пульсирующих и так называемых черных аврор, а также углубиться в изучение космической среды, окружающей нашу планету. Ученые стремятся понять, каким образом эти космические явления влияют на работу космических аппаратов и безопасность астронавтов.
Северное сияние, или Aurora Borealis, издавна завораживает наблюдателей, являясь визуальным воплощением связи Земли с космосом. Это захватывающее зрелище возникает в результате бесчисленных столкновений электронов с газами в верхних слоях атмосферы. Подобно «тлеющим обломкам», газы начинают светиться после этих столкновений, окрашивая ночное небо в феерические цвета.
Марилия Самара, физик-космик из Центра космических полетов имени Годдарда NASA в Гринбелте, штат Мэриленд, возглавляет миссию Black and Diffuse Aurora Science Surveyor, посвященную изучению черных аврор. Главный вопрос, который волнует исследовательницу: что заставляет электроны отклоняться от курса в областях черных аврор, приводя к «провалам» в свечении?
Роберт Мичелл, также физик-космик из Центра Годдарда, является руководителем миссии GIRAFF (Ground Imaging to Rocket investigation of Auroral Fast Features), цель которой – исследование мерцающих и пульсирующих аврор. Мичелл задается вопросом: какие процессы заставляют электроны менять направление в этих типах сияний? Существуют ли различные механизмы ускорения электронов, отвечающие за быстро пульсирующие и мерцающие авроры?
Миссия GIRAFF включает в себя запуск двух ракет, каждая из которых оснащена идентичным набором научных приборов. Первая ракета будет нацелена на быстро пульсирующие авроры, вспыхивающие и гаснущие несколько раз в секунду. Вторая ракета исследует мерцающие авроры, частота мерцания которых может достигать 15 раз в секунду, напоминая изображение на старом телевизоре. Главная задача миссии – измерить энергию, количество и время прибытия электронов, формирующих эти типы аврор, чтобы раскрыть процессы ускорения электронов, лежащие в их основе. Ученые стремятся определить, где именно в ближнем космосе происходят эти процессы ускорения.
Миссия Black and Diffuse Aurora Science Surveyor сосредоточена на изучении «черных аврор» – областей, где, казалось бы, свет авроры отсутствует. В течение последних 25 лет исследователи, используя данные спутников ESA (Европейского космического агентства) и NASA Cluster, изучали это явление. Согласно гипотезе Самары, черные авроры могут возникать в тех областях, где входящий поток электронов меняет направление и устремляется обратно в космос. Цель миссии – запустить ракету сквозь черную аврору и окружающие ее регионы, чтобы провести детальное исследование популяций электронов. Ученые намерены понять механизм и причины обращения потока электронов и подтвердить, действительно ли «темные пятна» являются настоящими черными аврорами, обнаружив исходящие электроны.
Запуск ракет в условиях динамично меняющихся аврор представляет собой серьезную задачу. Авроры перемещаются независимо от земных ветров. Для точного наведения ракет необходимо отслеживать движение аврор с помощью наземных камер, установленных как на стартовой площадке Покер-Флэт, так и в обсерватории в Венети, штат Аляска, расположенной в 130 милях к северо-востоку вдоль траектории ракет. Необходимо рассчитать время запуска ракет таким образом, чтобы они перехватили аврору, предсказывая ее местоположение за 5 минут до старта – именно столько времени занимает подъем ракеты. В этом процессе, помимо технологических инструментов, важную роль играют опыт, интуиция и настойчивость исследователей.
Изображение носит иллюстративный характер
Северное сияние, или Aurora Borealis, издавна завораживает наблюдателей, являясь визуальным воплощением связи Земли с космосом. Это захватывающее зрелище возникает в результате бесчисленных столкновений электронов с газами в верхних слоях атмосферы. Подобно «тлеющим обломкам», газы начинают светиться после этих столкновений, окрашивая ночное небо в феерические цвета.
Марилия Самара, физик-космик из Центра космических полетов имени Годдарда NASA в Гринбелте, штат Мэриленд, возглавляет миссию Black and Diffuse Aurora Science Surveyor, посвященную изучению черных аврор. Главный вопрос, который волнует исследовательницу: что заставляет электроны отклоняться от курса в областях черных аврор, приводя к «провалам» в свечении?
Роберт Мичелл, также физик-космик из Центра Годдарда, является руководителем миссии GIRAFF (Ground Imaging to Rocket investigation of Auroral Fast Features), цель которой – исследование мерцающих и пульсирующих аврор. Мичелл задается вопросом: какие процессы заставляют электроны менять направление в этих типах сияний? Существуют ли различные механизмы ускорения электронов, отвечающие за быстро пульсирующие и мерцающие авроры?
Миссия GIRAFF включает в себя запуск двух ракет, каждая из которых оснащена идентичным набором научных приборов. Первая ракета будет нацелена на быстро пульсирующие авроры, вспыхивающие и гаснущие несколько раз в секунду. Вторая ракета исследует мерцающие авроры, частота мерцания которых может достигать 15 раз в секунду, напоминая изображение на старом телевизоре. Главная задача миссии – измерить энергию, количество и время прибытия электронов, формирующих эти типы аврор, чтобы раскрыть процессы ускорения электронов, лежащие в их основе. Ученые стремятся определить, где именно в ближнем космосе происходят эти процессы ускорения.
Миссия Black and Diffuse Aurora Science Surveyor сосредоточена на изучении «черных аврор» – областей, где, казалось бы, свет авроры отсутствует. В течение последних 25 лет исследователи, используя данные спутников ESA (Европейского космического агентства) и NASA Cluster, изучали это явление. Согласно гипотезе Самары, черные авроры могут возникать в тех областях, где входящий поток электронов меняет направление и устремляется обратно в космос. Цель миссии – запустить ракету сквозь черную аврору и окружающие ее регионы, чтобы провести детальное исследование популяций электронов. Ученые намерены понять механизм и причины обращения потока электронов и подтвердить, действительно ли «темные пятна» являются настоящими черными аврорами, обнаружив исходящие электроны.
Запуск ракет в условиях динамично меняющихся аврор представляет собой серьезную задачу. Авроры перемещаются независимо от земных ветров. Для точного наведения ракет необходимо отслеживать движение аврор с помощью наземных камер, установленных как на стартовой площадке Покер-Флэт, так и в обсерватории в Венети, штат Аляска, расположенной в 130 милях к северо-востоку вдоль траектории ракет. Необходимо рассчитать время запуска ракет таким образом, чтобы они перехватили аврору, предсказывая ее местоположение за 5 минут до старта – именно столько времени занимает подъем ракеты. В этом процессе, помимо технологических инструментов, важную роль играют опыт, интуиция и настойчивость исследователей.
