A napfogyatkozás üldözése hangzó rakétákkal és nagy magasságú repülőgépekkel

Iratkozzon fel a CNN Wonder Theory tudományos hírlevelére. Fedezze fel az univerzumot lenyűgöző felfedezésekről, tudományos eredményekről és egyebekről szóló hírek segítségével.

CNN
—

A fogyatkozások félelmet keltenek, és összehozzák az embereket egy csodálatos égi jelenség megfigyelésére, de ezek a kozmikus események lehetővé teszik a tudósok számára a Naprendszer titkaira is.

Közben Teljes napfogyatkozás Április 8-án, amikor A Hold átmenetileg eltakarja a Nap arcát Emberek millióinak szeméből Mexikó, az Egyesült Államok és Kanadatöbb kísérletet is végeznek majd, hogy jobban megértsék az aranygömbdel kapcsolatos legnagyobb megoldatlan kérdéseket.

A NASA szondázó rakétákat és WB-57-es repülőgépeket indít nagy magasságban, hogy a Nap és a Föld olyan aspektusait vizsgálja, amelyek csak fogyatkozás során érhetők el. Ezek az erőfeszítések a felbecsülhetetlen értékű adatok és megfigyelések összegyűjtésére irányuló kísérletek hosszú történetének részét képezik, amikor a Hold átmenetileg blokkolja a napfényt.

A fogyatkozáshoz kapcsolódó talán egyik leghíresebb tudományos mérföldkő 1919. május 29-én következett be, amikor a teljes napfogyatkozás bizonyítékot szolgáltatott annak bekövetkeztére. Albert Einstein általános relativitáselméleteamelyet a tudós 1916-ban írt le először szisztematikusan, a NASA.

Einstein azt sugallta, hogy a gravitáció az idő és a tér torzulásainak eredménye, amely torzítja az univerzum szövetét. Einstein például azt javasolta, hogy egy nagy objektum, például a Nap gravitációs hatása elterelheti a fényt egy másik objektumról, például egy csillagról, nagyjából mögötte, amitől az objektum kissé távolinak tűnik a Föld perspektívájától. Egy brazíliai és nyugat-afrikai tudományos csillagvizsgáló expedíció, Sir Arthur Eddington angol csillagász vezetésével az 1919-es napfogyatkozás során, felfedte, hogy egyes csillagok valójában rossz helyen jelentek meg, ami megerősítette Einstein elméletét.

Ez a felfedezés csak egy a sok tudományos tanulság közül, amelyet a napfogyatkozással kapcsolatban tanultunk.

Közben A 2017-es napfogyatkozás, amely átszelte az Egyesült ÁllamokatA NASA és más űrügynökségek megfigyeléseket végeztek 11 különböző űrhajó és két nagy magasságú repülőgép segítségével.

A fogyatkozás során gyűjtött adatok segítségével a tudósok pontosan megjósolhatták, hogyan fog kinézni a korona, vagyis a nap forró külső légköre a 2019-es és 2021-es fogyatkozások során. A perzselő hőmérséklet ellenére a korona gyengébb megjelenésű, mint a nap fényes felülete, de fényudvarként jelenik meg a Nap körül fogyatkozáskor, amikor a Hold elzárja a napfény nagy részét, így könnyebben tanulmányozható.

Hogy miért melegebb a korona több millió fokkal, mint a Nap tényleges felszíne, az az egyik maradandó rejtély csillagunkkal kapcsolatban. Egy 2021-es tanulmány új nyomokat tárt fel, amelyek azt mutatják, hogy a korona állandó hőmérsékletet tart fenn, még akkor is, ha a Nap 11 éves növekedési és gyengülési cikluson megy keresztül. Az amerikai „űr” weboldal szerint ezek az eredmények a több mint egy évtizeden át tartó fogyatkozási megfigyeléseknek köszönhetők. NASA.

Míg a korábbi napfogyatkozások alatt a nap csendesebb, a nap eléri a csúcsaktivitást. Ezt nevezik napenergia maximumnakIdén ritka lehetőséget adva a tudósoknak.

Az április 8-i napfogyatkozáskor Polgár tudósok És A kutatócsoportok új felfedezéseket tehetnek Ez valószínűleg javítani fogja a világegyetem sarkának megértését.

A Nap fogyatkozás közbeni megfigyelése abban is segít a tudósoknak, hogy jobban megértsék, hogyan áramlik ki a napanyag a Napból. A plazmaként ismert töltött részecskék űridőjárást hoznak létre, amely kölcsönhatásba lép a Föld légkörének felső rétegével, az ionoszférával. A régió határként működik a Föld alsó légköre és az űr között.

A Nap által a szoláris maximum idején kibocsátott aktív naptevékenység zavarhatja a Nemzetközi Űrállomást és a kommunikációs infrastruktúrát. Sok alacsony Föld körüli pályán lévő műhold rádióhullámokat működtet az ionoszférában, ami azt jelenti, hogy a dinamikus űridőjárás hatással van a GPS-re és a nagy távolságú rádiókommunikációra.

Az ionoszféra fogyatkozás alatti tanulmányozására irányuló kísérletek közé tartoznak a nagy magasságú léggömbök és a civil tudományos törekvés, az ún. Rádióamatőrök részvétele. A különböző helyszíneken működő kezelők rögzítik a jeleik erősségét és azt, hogy milyen messzire utaznak el a napfogyatkozás alatt, hogy lássák, az ionoszférában bekövetkező változások hogyan befolyásolják a jeleket. A kutatók ezt a kísérletet a 2023. októberi gyűrűs napfogyatkozás során is elvégezték, amikor a Hold nem takarta el teljesen a napfényt, és az adatok elemzése még folyamatban van.

Egy másik megismételt kísérletben Három hangzó rakétát indítanak illetve a NASA Virginia állambeli Wallops Flight Facility-éből a napfogyatkozás előtt, alatt és után, hogy megmérjék, hogyan hat a napfény hirtelen eltűnése a Föld felső légkörére.

Aroh Barjatya, a floridai Daytona Beach-i Embry-Riddle Repülési Egyetem mérnöki fizika professzora vezeti a napfogyatkozási útvonal körüli légköri turbulencia nevű kísérletet, amelyet először egy gyűrű alakú napfogyatkozás során hajtottak végre októberben.

Mindegyik rakéta négy szódapalack méretű tudományos műszert lövell ki a teljes pályán belül, hogy mérjék az ionoszféra hőmérsékletének, a részecskesűrűségnek, valamint az elektromos és mágneses mezőknek a változásait a Föld felszíne felett körülbelül 55-310 mérföld (90-500 kilométer) magasságban.

„Az ionoszféra megértése és a zavarok előrejelzését segítő modellek kidolgozása kritikus fontosságú ahhoz, hogy egyre inkább kommunikációfüggő világunk zavartalanul működjön” – mondta Barjatya közleményében.

A szondázó rakéták repülés közben elérik a 260 mérföld (420 kilométer) maximális magasságát.

A 2023-as gyűrűs napfogyatkozás során a rakétákon lévő műszerek éles és pillanatnyi változásokat mértek az ionoszférában.

„A második és a harmadik rakétánál láttunk olyan zavarokat, amelyek hatással voltak a rádiókommunikációra, de az első rakétánál, amely a helyi napfogyatkozás tetőpontja előtt volt, nem” – mondta Barjatya. „Nagyon izgatottak vagyunk, hogy újraindíthatjuk a teljes fogyatkozás alatt, hogy megnézzük, a zavarok ugyanabban a magasságban kezdődnek-e, és a méretük és mértékük változatlan marad-e.”

Három különböző kísérlet fog repülni a NASA WB-57-es néven ismert nagy magasságú kutatórepülőgépein.

A WB-57-esek közel 9000 font (4082 kg) tudományos műszert képesek szállítani akár 60-65 ezer láb (18288-19812 méter) magasságban a Föld felszíne felett – mondta Peter Layshock, a NASA légi tudományos programjának vezetője. A NASA légi gerince. . WB-57 nagy magasságú kutatási program a houstoni Johnson Űrközpontban.

A WB-57 repülőgépek használatának előnyei az, hogy a pilóta és a berendezés kezelője körülbelül 6,5 órán keresztül repülhet a felhők felett tankolás nélkül a teljesség útján, amely Mexikón és az Egyesült Államokon átnyúlik, lehetővé téve a folyamatos, akadálytalan megtekintést. A repülőgépek repülési útvonala azt jelenti, hogy a műszerek hosszabb ideig lesznek a Hold árnyékában, mint a Földön. Layshock azt mondta, hogy négy perc teljes fogyatkozás a Földön hat perc teljes fogyatkozásnak felel meg a fedélzeten.

Az egyik kísérlet az ionoszférára is összpontosít egy ionoszondának nevezett műszerrel, amely úgy működik, mint a radar, nagyfrekvenciás rádiójeleket küld ki, és figyeli az ionoszféráról visszaverődő visszhangokat, hogy megmérje, hány töltött részecskét tartalmaz.

A másik két kísérlet a koronára összpontosít. Az egyik projekt kamerákat és spektrométereket használ, hogy további részleteket tárjon fel a korona hőmérsékletéről és kémiai összetételéről, valamint adatokat rögzítsen a Napból származó, koronális tömeg kilökődésnek nevezett nagyméretű szoláris anyagrobbanásokról.

Egy másik projekt, amelyet Amir Kaspi, a Colorado állambeli Boulderben található Southwest Research Institute vezető tudósa vezetett, célja, hogy képeket készítsen a napfogyatkozásról 50 000 láb (15 240 méter) magasságból a Föld felszíne felett, abban a reményben, hogy a Föld belsejében lévő szerkezeteket és részleteket kémkedhet. Középső és alsó koszorú. A nagy sebességű, nagy felbontású kamerák segítségével, amelyek látható és infravörös fényben is képesek képeket készíteni, a kísérlet során a nap vakító fényében keringő aszteroidákat is keresni fog.

„Az infravörös sugárzásban nem igazán tudjuk, mit fogunk látni, és ez a ritka megfigyelések rejtvényének része” – mondta Caspi. „Minden napfogyatkozás új lehetőséget ad arra, hogy kiterjessze a dolgokat, miközben átveszi a legutóbbi fogyatkozás során tanultakat, és megoldja a rejtvény egy új darabját.”