Οι επιστήμονες γνωρίζουν εδώ και αρκετό καιρό ότι η ατμόσφαιρα της Γης χάνει αρκετές εκατοντάδες τόνους οξυγόνου κάθε μέρα. Καταλαβαίνουν πώς συμβαίνει αυτή η απώλεια οξυγόνου στη νυχτερινή πλευρά της Γης, αλλά δεν είναι σίγουροι πώς συμβαίνει στην ημέρα. Ξέρουν όμως ένα πράγμα. συμβαίνουν κατά τη διάρκεια των ωρών.
Σύμφωνα με δελτίο τύπου από το Earth Observatory της NASA, κανένα συμβάν εκροής οξυγόνου δεν είναι ακριβώς το ίδιο, γεγονός που καθιστά την κατανόησή τους πρόκληση. Αποκαλούν τα γεγονότα «σιντριβάνια αερίου» που ξεφεύγουν από τη Γη κατά τη διάρκεια της ακουστικής δραστηριότητας και το Παρατηρητήριο της Γης έχει μια αποστολή αφιερωμένη στην κατανόησή τους.
Η αποστολή αποτελεί μέρος του προγράμματος Παρατηρητηρίου Γης της NASA με την ονομασία VISIONS-2 (Visualization Ion Outflow via Neutral Atom Sensing-2) και απαιτεί συγκεκριμένες συνθήκες. Βρίσκεται στο Ny Alesund, Svalbard, Νορβηγία για καλό λόγο. Είναι ο βορειότερος πολιτικός οικισμός όλο τον χρόνο στον κόσμο. Διαθέτει λιμάνι χωρίς πάγο όλο το χρόνο και μια σύγχρονη εγκατάσταση εκτόξευσης πυραύλων. Δεν υπάρχει επίσης ήλιος τη χειμερινή νύχτα εδώ για να παρέμβει στη μελέτη των αύρων.
Αλλά υπάρχει κάτι άλλο που το κάνει αυτό το τέλειο σκηνικό για την αποστολή VISIONS-2. Κάθε πρωί, ο Ny Alesund περνά κάτω από ένα αδύναμο σημείο στη μαγνητική φούσκα της Γης. Το αδύνατο σημείο είναι σαν μια χοάνη που διοχετεύει τον έντονο ηλιακό άνεμο στην ανώτερη ατμόσφαιρα μας. Αυτό προκαλεί ακουστικές οθόνες και βράζει τα αέρια της ατμόσφαιρας μας στο κενό του χώρου σε μια ακουστική βρύση.
Πρόσφατα, οι ερευνητές με το VISIONS-2 εκτόξευσαν δύο πυραύλους για να διερευνήσουν την απώλεια οξυγόνου κατά τη διάρκεια των ωρών. Οι πυραύλοι ήχου είναι μικροί, στοχευμένοι πύραυλοι που μπορούν να εκτοξευτούν γρήγορα. Σε αυτήν την περίπτωση, οι δύο πύραυλοι φορτώθηκαν με κάμερες και άλλα όργανα και προετοιμάστηκαν για εκτόξευση.
Η ομάδα εκτόξευσης πρέπει να είναι πολύ υπομονετική. Φυσικά, έχουν τεχνολογία από την πλευρά τους. Δεν χρειάζεται να περιμένουν μέχρι να δουν την αύρα, έχουν προειδοποιήσει μια αύρα χάρη στον δορυφόρο DSCOVR (Deep Space Climate Observatory).
Το DSCOVR είναι το παρατηρητήριο ηλιακού ανέμου της NOAA. Βρίσκεται στο σημείο LaGrange μεταξύ της Γης και του Ήλιου και λέει στην ομάδα VISIONS-2 όταν ο ηλιακός άνεμος είναι αρκετά ισχυρός και προσανατολίζει τον σωστό τρόπο να προκαλέσει αύρες. Στην καλύτερη περίπτωση, η ομάδα λαμβάνει προειδοποίηση περίπου μιας ώρας.
Ακόμα και με προηγμένη προειδοποίηση, η ομάδα είναι προσεκτική. Εάν ο ηλιακός άνεμος αποδειχθεί πολύ αδύναμος, τότε θα χάσουν την εκτόξευση. Εάν οι επίγειες συνθήκες ανέμου στην ατμόσφαιρα της Γης είναι πολύ δυνατές, αυτό είναι επίσης πρόβλημα. Οι πύραυλοι είναι χωρίς καθοδήγηση, οπότε πρέπει να προσανατολιστούν πριν από την εκτόξευση για να λάβουν υπόψη τους ανέμους. Ευτυχώς, η ομάδα έχει ένα άλλο εργαλείο στη διάθεσή του, τα μπαλόνια καιρού που ξεκινούν κάθε 30 λεπτά, όπως απαιτείται, για να δοκιμάσουν τον άνεμο.
«Είχαμε μια καταπληκτική εμπειρία που χτίσαμε αυτά τα πολύ περίπλοκα και ικανά ωφέλιμα φορτία…» - Doug Rowland, κύριος ερευνητής, το Διαστημικό Κέντρο Πτήσης Goddard της NASA.
Οι πύραυλοι οργανώθηκαν στο Ny-Ålesund, Svalbard (Νορβηγία) και οι ερευνητές περίμεναν μια αύρα πριν ξεκινήσουν το ζευγάρι. Στις 7 Δεκεμβρίου 2018, οι ερευνητές ξεκίνησαν τους δύο ρουκέτες κατά τη διάρκεια μιας αύρας. Η παρακάτω φωτογραφία είναι μια μακρά έκθεση των πυραύλων, η οποία συλλαμβάνει και τις δύο εκτοξεύσεις, παρόλο που εμφανίστηκαν σε απόσταση δύο λεπτών.
Η αποστολή χρησιμοποίησε ένα ζευγάρι πυραύλων, ώστε να μπορούν να χρησιμοποιούν ένα μείγμα διαφορετικών οργάνων σε κάθε ένα. Ορισμένα όργανα απαιτούσαν μια περιστρεφόμενη πλατφόρμα και κάποια άλλα όχι. Ένα ζευγάρι πυραύλων που εκτοξεύτηκαν με δύο λεπτά μεταξύ τους επέτρεψαν σε παρόμοια όργανα να παίρνουν αναγνώσεις με την πάροδο του χρόνου. Η παραπάνω εικόνα δείχνει το πρώτο στάδιο ανάφλεξης και εξουθένωση των δύο πυραύλων, καθώς στάλθηκαν στην αποστολή τους να μελετήσουν την απώλεια οξυγόνου στην ατμόσφαιρα της Γης.
«Είχαμε μια καταπληκτική εμπειρία να χτίσουμε αυτά τα πολύ περίπλοκα και ικανά ωφέλιμα φορτία, να τα ενσωματώσουμε και να τα δοκιμάσουμε στο Wallops και στη συνέχεια να τα φέρουμε στο πεδίο», δήλωσε ο Doug Rowland, κύριος ερευνητής της αποστολής και ένας διαστημικός φυσικός στο Goddard Space Flight Center της NASA. «Το ξεκίνημα ήταν μια πολύ συναισθηματική στιγμή, ακόμη περισσότερο όταν είδαμε ότι όλα τα όργανα είχαν καλή απόδοση και οι επιστημονικές συνθήκες ήταν καλές».
Μετά την εκτόξευση, υπάρχουν δέκα λεπτά για τον πύραυλο να κάνει τη δουλειά του στην ατμοσφαιρική κρήνη. Οι ουδέτερες κάμερες απεικόνισης ατόμων δημιουργούν μια εικόνα της βρύσης από μέσα και έξω. Η ακουστική κάμερα τεκμηριώνει την ίδια την αύρα, τη θερμοκρασία, την ένταση και το ύψος της. Εάν όλα πάνε καλά, η ερευνητική ομάδα ανταμείβεται με ένα «τείχος της επιστήμης».
Η κυκλοφορία στις 7 Δεκεμβρίου φαίνεται να ήταν επιτυχής. Μια πρώτη ματιά στα δεδομένα δείχνει ότι τα όργανα λειτούργησαν σωστά και επέστρεψαν τα προβλεπόμενα δεδομένα. «Πιστεύω ότι είδαμε το« ατμοσφαιρικό σιντριβάνι »», δήλωσε ο Rowland. Τα δεδομένα πρέπει ακόμη να αναλυθούν και να κλιμακωθούν, "αλλά ενδέχεται να έχουμε αποδεικτικά στοιχεία από πολλές απόψεις".
Η Γη, προφανώς, είναι ένας δυναμικός, ζωντανός, ενεργός πλανήτης. Έχουν γίνει πολλά εδώ. Το έργο VISIONS-2 έχει σχεδιαστεί όχι μόνο για να μας βοηθήσει να κατανοήσουμε καλύτερα τον πλανήτη μας, αλλά και άλλους πλανήτες. Ποιοι πλανήτες είναι κατοικήσιμοι; Γιατί μερικοί είναι τόσο έρημοι; Πώς ένας πλανήτης όπως ο Άρης, που κάποτε είχε μια ατμόσφαιρα, τον έχασε;
Η ατμόσφαιρα της Γης δεν θα φύγει σύντομα. Όχι μόνο μέχρι τον ήλιο να γίνει κόκκινος γίγαντας σε περίπου 5 δισεκατομμύρια χρόνια, ούτως ή άλλως. Σε αυτό το μακρινό σημείο, ο επεκτεινόμενος Ήλιος θα βράσει την ατμόσφαιρα μας σαν τίποτα. Τότε τελειώσαμε.
Η ποσότητα οξυγόνου (και υδρογόνου) που χάνεται από την ατμόσφαιρα της Γης κατά τη διάρκεια αυτών των ωρών είναι ελάχιστη. Αρκετές εκατοντάδες τόνοι κάθε μέρα μπορεί να ακούγονται πολύ, αλλά δεν είναι. Σε κάθε περίπτωση, η φωτοσύνθεση βοηθά στην αποκατάσταση του οξυγόνου. Είναι ακόμα ένα σημαντικό κομμάτι του παζλ για την κατανόηση του τρόπου με τον οποίο λειτουργούν τα πράγματα, και ποιες είναι οι λεπτομέρειες στη σχέση μεταξύ της Γης και του αστεριού της.
- Δελτίο Τύπου: Προς τη χαρτογράφηση της διαφυγής της ατμόσφαιρας από τη Γη
- Σημειώσεις του Παρατηρητηρίου της Γης από το Πεδίο: Η επίθεση στην αυγή
- DSCOVR: Παρατηρητήριο Κλίματος Βαθού Διαστήματος
- Cornell University Ask and Astronomer: Πόσοι μετεωρίτες χτυπούν τη Γη κάθε χρόνο;
