2012 년, SuperTIGER (Super Trans-Iron Galactic Element Recorder)로 알려진 풍선 위 전망대는 하늘을 타고 은하계 우주 광선 (GCR)의 높은 고도 관측을 수행했습니다. 전임자 (TIGER)의 전통에 따라 SuperTiger는 남극 대륙을 55 일 비행 한 후 2012 년 12 월과 2013 년 1 월 사이에 새로운 기록을 세웠습니다.
2019 년 12 월 16 일에 여러 차례 발사를 시도한 후 전망대는 다시 공중으로 올라가 3 주 반 만에 남극 대륙을 두 번 통과했습니다. 이전 모델과 마찬가지로 SuperTIGER는 태양계 외부에서 발생하여 빛의 속도에 가까운 우주를 여행하는 고 에너지 양성자와 원자핵과 같은 우주 광선을 연구하도록 설계된 공동 노력입니다.
SuperTIGER 프로그램은 미네소타 대학교 세인트 루이스에있는 워싱턴 대학과 캘리포니아 공과 대학 (NAC)의 고다드 우주 비행 센터 (GSFC)와 제트 추진 연구소 사이의 공동 노력입니다. 이 ballon-born 기기는 무거운 원소의 원자핵으로 구성된 희귀 한 형태의 우주 광선을 연구하도록 설계되었습니다.
궁극적 인 목표는이 광선이 빛의 속도에 부끄러운 속도를 달성 할 수있는 위치와 방법을 배우고 우주 광선이 젊고 거대한 별을 포함하는 느슨한 성단에서 비롯되는 신흥 모델을 테스트하는 것입니다. Washington University의 조교수이자 SuperTIGER의 수석 연구원 인 Brian Rauch가 설명했듯이 성공의 열쇠는 시간입니다.
“시간이 지남에 따라 선형 적으로 관찰되는 사건의 수가 증가함에 따라 관측의 중요성이 증가하기 때문에 수집 된 데이터의 통계를 최대화하기 위해 가능한 한 긴 비행 시간을 원합니다. 하루 동안의 데이터는 조금씩 증가하고 있으며 머리를 내려 놓고 계속 연마해야합니다.”
다시 말해 우주 광선은 우리 태양, 은하계의 다른 별, 그리고 다른 은하계에서 나오는 에너지가 강한 입자입니다. 과학자들이 감지 한 모든 광선의 약 90 %를 구성하는 가장 일반적인 유형은 양성자 또는 수소 핵으로 구성되는 반면, 헬륨 핵과 전자는 먼 두 번째와 세 번째 (각각 8 %와 1 %를 차지)입니다.
나머지 1 %는 철과 같은 무거운 원소의 핵으로 구성되어 있으며, 질량이 얼마나 큰지에 따라 공통성이 감소합니다. SuperTIGER를 통해 연구팀은 코발트에서 바륨에 이르기까지 철보다 무겁고 "무거운"우주 광선 핵 중 가장 희귀 한 유형을 찾고 있습니다. 이 요소들은 거대한 별의 핵심에 형성되어 별이 초신성으로 이동할 때 우주로 분산됩니다.
폭발은 또한 짧지 만 강렬한 중성자 폭발을 일으켜 철 핵과 합쳐지고 양자로 붕괴되며 더 무거운 원소를 생성 할 수 있습니다. 폭발에 의해 생성 된 충격파는 또한 빠르게 움직이는 고 에너지 우주 광선이 될 때까지 이들 입자를 포획하고 가속화합니다. NASA의 고다드 우주 비행 센터 (Godard Space Flight Center)의 미션 공동 책임자 인 존 미첼 (John Mitchell)은 다음과 같이 설명했다.
보석류의 금과 같은 무거운 요소는 별의 특수한 과정을 통해 생산되며 SuperTIGER는 이것이 어떻게 어떻게 발생하는지 이해하는 데 도움이됩니다. 우리는 모두 스타 더스트이지만이 스타 더스트가 어디에서 어떻게 만들어 지는지 알아내는 것은 우리의 은하와 우리의 위치를 더 잘 이해하는 데 도움이됩니다.”
이 광선이 지구 대기에 부딪히면 폭발하여 2 차 입자의 샤워가 생성되며,이 중 일부는 지상의 탐지기에 도달합니다. 수년 동안 과학자들은이 탐지를 사용하여 원래 우주 광선의 특성을 유추했습니다. 또한 방해하는 배경 효과를 만들어 내기 때문에 공중 악기가 연구에 훨씬 효과적입니다.
SuperTIGER와 유사한 과학 풍선은 해발 4 만 미터 (130,000 피트)의 고도로 비행함으로써 대기의 99.5 % 이상으로 떠 다닐 수 있습니다. 기상 관련 지연이 여러 차례 발생한 후 SuperTIGER-2 비행은 2019 년 12 월 16 일 오전 시간에 시작되어 12 월 31 일까지 남극 대륙의 첫 번째 완전 회전을 완료 한 풍선이 이어졌습니다.
또한 임무 팀은 일부 기술 결함을 처리해야했으며, 여기에는 전원 공급 장치 및 컴퓨터 고장으로 인해 초기에 탐지기 모듈 중 하나를 제거하는 문제가 포함되었습니다. 그럼에도 불구하고, 팀은 NASA의 풍선 프로그램 사무실에서“그림 완벽한 발사”라고하는 풍선에 공기를 넣었습니다. Rauch가 출시 직전에 대학 보도 자료에서 언급 한 것처럼 :
“19 번의 발사 시도, 2 번의 발사 및 1 개의 크레이 버 필드에서 페이로드 복구와 함께 3 번의 남극 시즌이 지나면 SuperTIGER-2가 마침내 부유 고도에 도달하여 과학적 데이터 수집을 시작하게 된 것이 훌륭합니다. 세 번째 시즌은 매력입니다!”
언급 한 바와 같이, SuperTIGER-1 비행 (2012-13)은 총 55 일 동안 부유 상태를 유지함으로써 과학적인 벌룬 기록을 bro습니다. 이 임무는 그 기록에 도전하지 않으며 팀이 경험 한 기술적 문제로 인해 SuperTIGER-2가 첫 비행에서 얻은 통계의 약 40 %를 수집 할 것으로 예상합니다.
이제 대륙 주위에서 두 번째 혁명이 완료되면서 팀은 날씨가 끝나고 임무가 끝나는 시점을 결정하기 위해 날씨를 기다리고 있습니다.”이번 시즌 성층권 바람이 순환하는 방식에 따라 풍선이 적절한 위치에 도착하면 비행이 종료됩니다. 대륙에 대한 우리의 두 번째 혁명의 끝에서.”라고 Rauch는 말했다.
모든 우주의 신비와 마찬가지로, 그것을 해결하는 진정한 열쇠는 구식 인내심입니다!
