Natteskinnende skymission slutter; giver høje videnskabelige resultater for NASA

Efter 16 år at studere Jordens højeste skyer til gavn for menneskeheden – polære mesosfæriske skyer – fra dens kredsløb omkring 350 miles over jorden, er NASA's Aeronomy of Ice in the Mesosphere, eller AIM, missionen afsluttet.

Oprindeligt planlagt til en to-årig mission, blev AIM forlænget adskillige gange på grund af dets høje videnskabelige afkast. Mens AIM har stået over for forhindringer i årenes løb – lige fra softwareproblemer til hardwareproblemer – holdt et utroligt dedikeret team rumfartøjet kørende meget længere, end nogen kunne have forventet.

Den 13. marts 2023 svigtede rumfartøjets batteri efter flere års faldende ydeevne. Der blev gjort flere forsøg på at opretholde strøm til rumfartøjet, men der kunne ikke indsamles yderligere data, så missionen er nu afsluttet.

"AIM var dedikeret til at studere den atmosfæriske region, der grænser mellem vores atmosfære og rummet," sagde AIM-missionsforsker Diego Janches fra NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland. "AIMs hjælp til at forstå denne region har været af afgørende betydning for at give indsigt i, hvordan den lavere atmosfære påvirker rumvejret."

Kendt som natskinnende eller natlysende skyer, ses de i tusmørket i sommermånederne, typisk på høje breddegrader nær Nord- og Sydpolen. Før missionen vidste forskerne, at disse typer skyer varierede med breddegrad, årstid og solaktivitet, men de vidste ikke hvorfor. Denne mission blev lanceret for at forstå variationerne og studere, hvorfor skyerne dannes og deres forbindelser til klimaændringer ved at måle de termiske, kemiske og andre egenskaber i det miljø, hvori skyerne dannes.

"NASA's AIM har været en utrolig vellykket mission," sagde Scott Bailey, AIM-hovedforsker og professor ved Virginia Tech. "Det har besvaret kernespørgsmål, der har hjulpet os med at forstå, hvordan natteskyer og atmosfæriske tyngdekraftsbølger varierer over tid og placering."

I årenes løb har AIM gjort mange store opdagelser. Data fra missionen har indtil videre ført til næsten 400 peer-reviewede publikationer. Dette inkluderer fund om, hvordan disse skyer kan skabes af meteorrøg og vanddamp fra raketudstødning, hvordan begivenheder nær Jordens overflade kan udløse ændringer i skyerne, og hvordan is højt i atmosfæren kan forårsage mystiske radarekkoer, som skabes i visse områder af atmosfæren i løbet af sommeren.

Efterhånden som missionen skred frem, indså forskerne, at AIMs data også kunne bruges til at studere bølger i luften kaldet atmosfæriske tyngdekraftsbølger. Disse bølger overfører momentum og energi, når de rejser gennem atmosfæren. De forbinder vejrbegivenheder på Jordens overflade med atmosfæriske forstyrrelser, der opstår langt væk fra den oprindelige begivenhed, herunder i den øverste del af atmosfæren, hvor de kan forstyrre GPS-signaler.

"Vi har haft mange vanskeligheder, men vi har stadig fået en utrolig mængde data fra AIM på grund af vores virkelig fremragende, heroiske og hårdtarbejdende team, der kommer igennem hver gang," sagde Bailey.

AIMs første forhindringer startede kun måneder efter lanceringen i 2007, da telekommunikationsmodtageren begyndte at fungere indimellem. Med en smart brug af radiosignaler var holdet i stand til at omprogrammere rumfartøjet til at kommunikere i morsekode, hvilket gjorde det muligt for det at opretholde kommunikation, selv efter at modtageren holdt op med at fungere.

Mens kommunikationen med rumfartøjet blev tusindvis af gange langsommere end planlagt, var AIM stadig i stand til at foretage sine målinger og sende 99 % af de indsamlede data hjem.

Kort efter stødte rumfartøjet igen på et missionstruende problem. Rumfartøjet sendte sig gentagne gange i sikker tilstand, hvilket effektivt lukkede rumfartøjet ned og krævede en tidskrævende række opgaver at genstarte. Men igen var ingeniørerne i stand til at uploade ny software til rumfartøjet for at omgå problemet og holde AIM funktionsdygtig. Den nye softwarepatch har forhindret over tusind sådanne hændelser på rumfartøjet siden.

I 2019 begyndte AIMs batteri at falde, men gennem stor indsats og opfindsomhed opretholdt missionsoperationsteamet batterikraften, hvilket gjorde det muligt for rumfartøjet at fortsætte med at returnere data. I begyndelsen af ​​2023 oplevede batteriet et betydeligt fald i ydeevnen, hvilket betød, at rumfartøjet ikke regelmæssigt kunne modtage kommandoer eller indsamle data. Desværre var dette hardwareproblem ikke et problem, der kunne repareres eksternt, og satellitten holdt endelig op med at indsamle data i marts 2023.

"Vi er kede af at se AIM nå slutningen af ​​sin levetid, men det har været utroligt, hvor længe det har varet," sagde Bailey. "Det har givet os mere data og indsigt i natteskyer og atmosfæriske tyngdekraftsbølger, end vi nogensinde kunne have håbet på."

Selvom rumfartøjet har set sine sidste natskinnende skyer, vil videnskabsmænd fortsætte med at studere AIMs data i de kommende år. Hvad angår selve rumfartøjet, vil det langsomt miste orbitalhøjde og brænde op, når atmosfæren kommer ind igen i 2026.

"Der er stadig gigabyte på gigabyte af AIM-data at studere," sagde Cora Randall, AIM vice-hovedforsker og seniorforsker ved Laboratory for Atmospheric and Space Physics i Boulder, Colorado. "Og efterhånden som vores modeller og beregningsevner bliver ved med at blive bedre, vil folk gøre mange flere opdagelser ved at bruge AIM-datasættene."

Leveret af NASA's Goddard Space Flight Center