과학자들은 지구 대기가 매일 수백 톤의 산소를 잃는다는 것을 알고 있습니다. 그들은이 산소 손실이 지구의 밤에 어떻게 발생하는지 이해하지만, 낮에 어떻게 발생하는지 확실하지 않습니다. 그들은 한가지를 알고있다. 그들은 오로라 중에 발생합니다.
NASA의 Earth Observatory의 보도 자료에 따르면, 두 개의 산소 유출 사건이 정확히 동일하지 않기 때문에 이해하기가 어렵습니다. 그들은 오로라 활동 중에 지구를 탈출하는 사건을 '가스의 샘'이라고 부릅니다.
이 임무는 VISIONS-2 (중립 원자 감지 -2를 통한 이온 유출 시각화)라는 NASA의 지구 관측소 프로그램의 일부이며 특정 조건이 필요합니다. 노르웨이 스발 바르 (Svalbard)의 Ny Alesund에 세워져 있습니다. 세계에서 가장 북쪽에있는 민간인 거주지입니다. 일년 내내 얼음이없는 항구와 현대식 로켓 발사 시설이 있습니다. 겨울 밤에는 오로라 연구를 방해하는 태양도 없습니다.
그러나 VISIONS-2 미션을위한 완벽한 환경으로 만드는 또 다른 것이 있습니다. 매일 아침, Ny Alesund는 지구의 자기 거품의 약점을지나갑니다. 약점은 치열한 태양풍을 우리의 대기권으로 보내는 깔때기와 같습니다. 그것은 오로라 전시를 일으키고 우리의 대기의 가스를 오로라 분수의 공간 진공으로 끓입니다.
최근에 VISIONS-2 연구자들은 오로라 동안 산소 손실을 조사하기 위해 두 개의 소리 로켓을 발사했습니다. 들리는 로켓은 작고 표적화 된 로켓으로 빠르게 발사 할 수 있습니다. 이 경우 두 개의 로켓에 카메라와 기타기구가 장착되어 발사 준비가 완료되었습니다.
발사 팀은 매우 인내심이 있어야합니다. 그러나 물론 기술 측면도 있습니다. 그들은 오로라를 볼 때까지 기다릴 필요가 없으며 DSCOVR (Deep Space Climate Observatory) 위성 덕분에 오로라에 대한 사전 통지를 받았습니다.
DSCOVR은 NOAA의 태양풍 관측소입니다. 지구와 태양 사이의 LaGrange 지점에 위치하며 태양풍이 충분히 강력 할 때 VISIONS-2 팀에 알려주고 오로라를 유발하는 올바른 방법을 지향합니다. 기껏해야 팀은 약 1 시간 동안 경고를받습니다.
사전 경고에도 불구하고 팀은 신중합니다. 태양풍이 너무 약한 것으로 밝혀지면 발사를 낭비했을 것입니다. 지구 대기권의 지상 풍 조건이 너무 강하면 문제이기도합니다. 로켓은 안내되지 않으므로, 바람을 설명하기 위해 발사 전에 방향을 조정해야합니다. 운 좋게도 팀은 필요에 따라 바람을 테스트하기 위해 30 분마다 날씨 풍선이 발사되는 또 다른 도구를 보유하고 있습니다.
“우리는 매우 복잡하고 유능한 페이로드를 구축하는 놀라운 경험을했습니다…”– NASA의 Goddard 우주 비행 센터의 수석 수사관 Doug Rowland.
로켓은 니 발레 순 (Ny-Ålesund), 스발 바르 (노르웨이)에서 무대에 올랐으며 연구원들은 오로라를 기다렸다. 2018 년 12 월 7 일, 연구원들은 오로라 동안 두 개의 로켓을 발사했습니다. 아래 사진은 로켓이 오랫동안 노출되어있어 몇 분 간격으로 발생하더라도 두 발사를 모두 포착합니다.
임무는 한 쌍의 로켓을 사용하여 각기 다른 악기를 혼합하여 사용할 수있었습니다. 일부 장비에는 회전 플랫폼이 필요했지만 일부는 그렇지 않았습니다. 로켓 사이에 몇 분 동안 발사 된 로켓도 비슷한 기기가 시간이 지남에 따라 판독 할 수있게했습니다. 위의 이미지는 두 개의 로켓이 지구 대기의 산소 손실을 연구하기 위해 임무를 수행함에 따라 발사 된 첫 번째 단계의 점화 및 소손을 보여줍니다.
NASA의 Goddard 우주 비행 센터의 우주 물리학자인 Doug Rowland는“우리는 매우 복잡하고 유능한 페이로드를 제작하여 Wallops에서 통합 및 테스트 한 다음 현장으로 가져 오는 놀라운 경험을했습니다. "출시는 매우 감정적 인 순간이었습니다. 모든 악기가 제대로 작동하고 과학 조건이 좋았다는 것을 알았을 때 더욱 그렇습니다."
발사 후 로켓이 대기 분수대에서 작동하는 데 10 분이 걸립니다. 중립 원자 이미징 카메라는 내부와 외부에서 분수의 그림을 만듭니다. 오로라 카메라는 오로라 자체, 온도, 강도 및 높이를 기록합니다. 모든 것이 잘되면 연구팀은‘과학의 벽’으로 보상을받습니다.
12 월 7 일 발사가 성공한 것으로 보입니다. 데이터를 조기에 살펴보면 계측기가 올바르게 작동하고 원하는 데이터를 반환했음을 알 수 있습니다. Rowland는“우리는‘대기 분수대’를 보았다고 생각합니다. 데이터를 여전히 분석하고 확장해야하지만 "여러 관점에서 데이터의 증거가있을 수 있습니다."
지구는 분명히 역동적이고 생생하며 활동적인 행성입니다. 여기에는 많은 일이 있습니다. VISIONS-2 프로젝트는 우리 자신의 지구를 더 잘 이해하는 데 도움이 될뿐만 아니라 다른 행성도 이해하도록 설계되었습니다. 거주 할 수있는 행성은? 왜 그렇게 황량한가? 한때 대기권을 가진 화성과 같은 행성은 어떻게 그것을 잃었습니까?
지구 대기권은 곧 사라지지 않을 것입니다. 어쨌든 약 50 억 년 동안 태양이 거대해지기 전까지는 그렇지 않습니다. 그 먼 시점에서, 팽창하는 태양은 우리의 분위기를 마치 마치 끓일 것입니다. 그런 다음 끝났습니다.
이 오로라 동안 지구 대기에서 잃어버린 산소 (및 수소)의 양은 아주 적습니다. 매일 수백 톤이 많이 들릴지 모르지만 그렇지 않습니다. 어쨌든 광합성은 산소를 회복시키는 데 도움이됩니다. 그래도 일이 어떻게 작동하는지, 지구와 별과의 관계에서 세부 사항이 무엇인지 이해하는 데 여전히 중요한 퍼즐 조각입니다.
- 보도 자료 : 지구에서 대기의 탈출지도로
- 필드에서 지구 전망대 노트 : 오로라 매복
- DSCOVR : 우주 기후 관측소
- Cornell University Ask and Astronomer : 매년 지구에 몇 개의 운석이 충돌합니까?
