|
НАСА планирует отправить две ракеты к северному сиянию
|
|
|
|
Северное сияние - одно из самых захватывающих зрелищ на Земле, но астрономы не менее заинтересованы в науке, стоящей за ними. Теперь НАСА раскрыло планы пролететь через них двумя ракетами, чтобы изучить, как наша планета обменивается энергией с окружающим пространством. Северное сияние возникает на границе между нейтральной атмосферой, которая окружает нашу планету, и электрически реактивной материей, известной как плазма, из которой состоит космос. Иногда, когда электрически заряженные частицы из космоса попадают в нашу атмосферу, они сталкиваются с нейтральными частицами и поджигают их, в результате чего мы видим в небе красивые танцующие волны света, сообщает Daily Mail.
|
|
|
|
Тем не менее, полярное сияние также возбуждает более широкий пограничный слой, и именно воздействие на этот слой НАСА надеется изучить в своей предстоящей миссии INCAA (Ионно-нейтральное соединение во время активного полярного сияния). «Как жители тропосферы, самого нижнего слоя атмосферы Земли, мы привыкли к воздуху, состоящему из нейтральных частиц. Кислород и азот, которыми мы дышим, представляют собой магнитно сбалансированные атомы и молекулы, в которых учитываются все их электроны», - поясняет НАСА. «Но в сотнях миль над нами наш воздух начинает фундаментально менять свой характер. Под действием нефильтрованных солнечных лучей электроны отрываются от атомов, которые затем приобретают положительный заряд. «Некогда нейтральный газ превращается в электрически реактивное состояние материи, известное как плазма».
|
|
|
Нет жесткой границы, где заканчивается нейтральный газ и начинается плазма; вместо этого имеется расширенный пограничный слой, в котором смешиваются два типа частиц. Ежедневные ветры и магнитные возмущения отбрасывают частицы в разные стороны, иногда заставляя их сталкиваться и выделять энергию. «Трение - отличная аналогия», - сказал Стивен Кепплер, доцент кафедры физики и астрономии Университета Клемсона в Южной Каролине и главный исследователь миссии INCAA. «Мы все знаем, что если потереть руки, тебе станет жарко. Это та же основная идея, за исключением того, что теперь мы имеем дело с газами». По словам Капплера, когда в смесь добавляется полярное сияние, количество трения резко возрастает. «Это все равно, что штурмовать футбольное поле после игры в колледже», - сказал он.
|
|
|
|
«Люди наверху стадиона бегут к полю, и по мере приближения к полю толпа становится все гуще и гуще. Так обстоит дело с электронами, столкнувшимися с увеличивающейся нейтральной плотностью верхних слоев атмосферы». Миссия INCAA будет включать в себя отправку двух небольших «зондирующих ракет» на край космоса, когда над головой будет наблюдаться северное сияние. Зондирующие ракеты - это небольшие ракеты-носители, предназначенные для подъема в космос на несколько минут измерений, прежде чем вернуться на Землю, что делает их идеально подходящими для изучения кратковременных, переходных явлений, таких как полярные сияния. По пути вверх первая ракета будет выпускать «паровые трассеры» - красочные химические вещества, похожие на те, что используются в фейерверках, - прежде чем достигнет максимальной высоты около 186 миль.
|
|
|
|
Трассеры паров создают видимые облака, которые исследователи могут видеть с земли, отслеживая ветры в нейтральной атмосфере, подобно тому, как капают пищевой краситель в раковину, полную воды, чтобы увидеть, как движется вода. Вторая ракета будет запущена вскоре после этого, достигнув высоты около 125 миль, чтобы измерить температуру и плотность плазмы в полярном сиянии и вокруг него. Кэпплер надеется, что эти данные прольют свет на то, как полярное сияние смещает пограничный слой, где наэлектризованный воздух встречается с нейтральным, - толкая ли его дальше к земле, поднимая выше или заставляя сворачиваться. «Все эти факторы делают эту физическую проблему интересной для изучения», - сказал Капплер. Стартовое окно для миссии INCAA откроется на исследовательском полигоне Poker Flat в Покер-Флэт, Аляска, 23 марта.
|
|
|
|
Источник
|
