Bir dalgayı yakalamak için dünyanın tepesinden fırlatılan roket…

4 Ocak 2019, sabah saat 4: 37’de, Norveç’ten atılan CAPER-2 isimli Roket, yüklü elektronlar nedeniyle atmosferimizde hızlanan dalga hareketlerini incelemek için aktif kuzey ışıkları arasından geçti.
Dünyanın manyetosferi, kuzey ve güney kutuplu dorukları gösterir.
4 Ocak 2019’da, saat 4: 37’de, EST CAPER-2 görevi, 4 aşamalı Black Brant XII sondaj roketinde Norveç’in Andenes kentindeki Andøya Uzay Merkezi’nden başlatıldı. Kuzey Kutbu Denizine sıçramadan önce 480 mil yüksekliğinde bir kanala ulaşan roket, elektronları atmosferimize hızlandıran dalgaları incelemek için aktif aurora borealis veya kuzey ışıklarından geçti.

Cusp Alfvén ve Plasma Electrodynamics Rocket-2’nin kısaltdığı CAPER-2, sağlam bir roket görevidir – kısa, hedefli yolculuklarda bilimsel enstrümanları Dünya’ya geri dönmeden önce uzaya hedefleyen bilimsel araçlar taşıyan bir uzay aracı türüdür. Nispeten düşük fiyat etiketlerine ve hızlı geliştirme sürelerine ek olarak, sondaj roketleri, geçici olaylara, örneğin aurora borealis’in veya kuzey ışıklarının aniden oluşması gibi, başlatmak için idealdir.

CAPER-2 bilim adamları için, bir auroradan uçmak, karmaşık olduğu kadar temel bir sürece göz atmayı sağlar: Parçacıklar uzayda nasıl hızlanır? NASA, bu fenomeni yalnızca Dünya’yı çevreleyen uzay ortamını daha iyi anlamak için değil – ve böylece uzaydaki teknolojimizi radyasyondan korumak için – ama aynı zamanda güneş sistemi ve ötesindeki yıldızların ve atmosferlerin doğasını anlamaya yardımcı olmak için çalışır.

New Hampshire’daki Dartmouth Koleji uzay fizikçi Jim LaBelle, “Evren boyunca, Güneşin atmosferinde, güneş rüzgârında, diğer gezegenlerin atmosferlerinde ve astrofiziksel nesnelerde, hızlanan parçacıkları şarj ettiniz,” dedi. ve CAPER-2 görevi için baş araştırmacı. “Bir aurora bize, bu ivme işlemlerini yakından takip edebileceğimiz yerel bir laboratuvar sunuyor.”

Teknik olarak, CAPER-2 takımı bir aurora parlamaya başlamadan hemen önce ne olduğu ile ilgileniyor. Atmosferimize uzaydan dökülen elektronlar, atmosferik gazlarla çarpışır ve aurora’nın parlamasını tetikler. Her nasılsa, yol boyunca hız kazanıyorlar.

NASA’nın partikül ivmesini inceleyen Greenbelt’deki Goddard Uzay Uçuş Merkezinde uzay fizikçi Doug Rowland “Atmosfere çarptıklarında, bu elektronlar eskisinden 10 kat daha hızlı seyahat ediyorlar” dedi. “Bunun nasıl gerçekleştiğinin temel fiziğini hala anlamıyoruz.”

CAPER-2 takımı, gün boyunca oluşan özel bir auroraya odaklandı. Gece vakti aurora’nın aksine, gündüz aurası doğrudan Güneş’ten gelen elektronlar tarafından tetiklenir – ve onlar hakkında daha az şey biliyoruz.

Iowa City’deki Iowa Üniversitesi’nden fizikçi ve görev için maaş araştırmacısı Craig Kletzing, “Düzenli gece aurorası üzerinde çok fazla araştırma yapıldı, ancak gündüz auroraları çok daha az çalışılıyor” dedi. “Bazı benzerliklerin olduğuna dair bazı göstergeler var ve ayrıca bazı farklılıklar da var.”

Ekip, gündüz auroralarını yaratan elektronların, gece auroralarından farklı olabilecek ya da farklı olmayacak şekilde dalgalarla nasıl dolaştırıldığına odaklanıyor. İki çeşit dalga özel bir öneme sahiptir ve zıt etkileri vardır. İsveç Nobel ödüllü Hannes adından sonra adlandırılan Alfvén dalgalarının, 1942’de ilk defa varlıklarını öngören Alfvén’in elektronları hızlandırdığı düşünülüyor. Bu dev dalgalar – tepeden tepeye yüzlerce mil uzunluğundaki ölçümler – Dünya’nın manyetik alan çizgileri boyunca yayılır, elektronları uzağa fırlatırlar.

Diğer taraftan elektronların kendileri tarafından üretilen Langmuir dalgalarıdır – elektronların enerjisinin bir kısmını çalan ve onları yavaşlatan bir işlem. CAPER-2, gündüz auroraları için bunu yapan ilk sondaj roketi görevi olarak bunları ölçmek için yüksek çözünürlüklü bir dalga parçacık korelatörü taşıyacak.

LaBelle, “Bu çok veri yoğun” dedi. “Sondaj roketlerine bu mekanizmaya bu ayrıntı düzeyinde bakabilmek eşsizdir.”

Lansman için, CAPER-2 ekibi, gündüz auroralarının arasına roket koyabilecek yerlerden biri olan kuzey Norveç’e gitti. Her gün, kuzey Norveç, Güneş’ten gelen parçacıkların üst atmosferimize girebileceği kuzey kutuplu doruğu olarak bilinen Dünya’nın manyetik alanında bir açıklığın altına döner.

Aurora’yı oluştukları yerde buluşturmak, laboratuarda çoğaltmak için çok büyük olan fiziksel süreçleri anlamanın en iyi yoludur.

LaBelle, “Bu bir tür doğal laboratuvar” dedi. “Deneyimizi, değişkenlerin farklı olduğu iki farklı ortama götürüyoruz ve ardından teoriyi test edip soruları yanıtlıyoruz.”