Raketflyvning for at skærpe NASAs undersøgelse af solen

Det er bedst ikke at se direkte på solen, medmindre du er et af NASAs solobservationsinstrumenter. Og selv da, at gøre det vil forårsage en vis skade. Udsættelse for solen forringer lyssensorer af alle slags, fra nethinderne i det menneskelige øje til instrumenter ombord på NASAs Solar Dynamics Observatory-satellit, eller SDO. Heldigvis, med periodiske kalibreringer, sidstnævnte kan fortsætte med at overføre data af høj kvalitet til forskere på Jorden.

SDO's Ekstreme Ultraviolet Variabilitetseksperiment, eller EVE, bruger raketter til kalibrering. I løbet af cirka 15 minutters flyvninger, disse suborbitale raketter bærer en duplikat af EVE-instrumentet omkring 180 miles over Jorden, hvor den optager målinger for at holde sit tvillinginstrument ombord på SDO i harmoni. Tom Woods, en solfysiker ved Laboratory for Atmospheric and Space Physics ved University of Colorado Boulder, er hovedefterforsker af EVE-instrumentet.

Det 30-minutters startvindue for den næste EVE-kalibreringsflyvning åbner kl. 11:25 MT den 9. september, kl. 2021, ved White Sands Missile Range i New Mexico.

EVE er et ruminstrument, der måler solens ekstreme ultraviolette lys og navnebror for den EVE-lydende raketmission. Solens aktivitet forårsager enorme variationer i output af denne kraftige stråling, som er usynlig for vores øjne og absorberes af Jordens atmosfære, før den når jorden.

Soludbrud, for eksempel, frigive enorme mængder ekstremt ultraviolet lys. EVE gør det muligt for forskere at holde øje med solen i næsten realtid. Det tager mindre end et sekund for SDO-data at nå Jorden og yderligere 15 minutter for dataene at blive behandlet til en brugbar form.

Denne hastighed er vigtig, fordi virkningerne af denne variation nogle gange kan mærkes på Jorden. Udbrud af ekstremt ultraviolet lys kan forstyrre Jordens atmosfære og, som resultat, GPS- eller radiosignalerne, der bevæger sig igennem den. "En del af vores videnskab er at levere disse målinger til rumvejroperatører, der bekymrer sig om, hvordan vores kommunikations- og navigationssystemer kan blive forstyrret på grund af et soludbrud, " sagde Woods.

Men solstråling og rummets hårdhed nedbryder EVEs sensorer over tid. Så, Woods' hold og NASA sender raketter, der klinger - fra det nautiske udtryk "lyd, " betyder at måle - ud i rummet for at omkalibrere EVE og holde dataene nøjagtige.

Fra ombord på den klingende raket, kopien af ​​EVE-instrumentet måler ekstremt ultraviolet lys, før den hopper ned i faldskærm tilbage til Jorden til genbrug. Instrumentet skal være i rummet for at registrere disse målinger, fordi atmosfæren absorberer mest ultraviolet lys.

Bortset fra dets korte og lejlighedsvise strejftog i rummet, duplikatinstrumentet bruger sin tid på Jorden, beskyttet mod det barske rummiljø og inden for rækkevidde af videnskabsmænd til tune-ups. Ved at sammenligne målingerne fra dette EVE-instrument med dem fra dets tvilling på SDO, forskere kan korrigere for enhver forringelse på satellitversionen. Oplysningerne vil også blive brugt til at validere kalibreringen af ​​ti instrumenter ombord på andre rumfartøjer.

Efter SDO blev lanceret i 2010, Woods og hans team havde til formål at omkalibrere instrumentet hvert halve år eller deromkring. Nu, de skyder cirka en gang hvert andet år, fordi nedbrydningshastigheden aftager over tid. Imidlertid, coronavirus-pandemien forsinkede den sidste lancering, så de er nu over treårsgrænsen. "Vi er spændte på at få denne lanceret og se, hvor godt alting klarer sig, " sagde Woods. Når de har de nye numre, de vil genkøre data fra de sidste par år for at sikre de mest nøjagtige målinger som muligt.

Mellem lydende raketopsendelser, EVE-teamet bruger også ugentlige kalibreringsmålinger fra selve SDO's EVE-instrument. Men, Woods sagde, disse kalibreringer er ikke så informative. "Det giver dig ikke et direkte mål for nedbrydning, " sagde han. "Den eneste måde at få fat i den nedbrydning er at lave denne type krydskalibrering."

Den jordboende EVE er ved at blive klargjort til sin tiende tur ud i rummet på 15 år (den begyndte at flyve før SDO blev opsendt), og nye spørgsmål dukker op. "Hvor mange gange kan du starte dette, før noget går i stykker?" sagde Woods. "Startvibration er hård ved det, landingen er også hård for den."

Den nøjagtige teknologi inde i EVE er ikke tilgængelig længere, er blevet erstattet af nyere versioner, men Woods og hans team bygger en afløser, hvis noget går i stykker inden for de næste par år. "Det er ved at blive gammelt, " sagde han. "Jeg ved ikke hvor mange flere missioner den kan overleve, men indtil videre - bank på træet - har det holdt i så mange år allerede." I den tid, det har gjort det muligt for os at se vores sol som aldrig før. Woods håber, at det vil fortsætte med at kaste lys over solens aktivitet i de kommende år.