Vidste du, at Jorden mister flere hundrede tons atmosfære i rummet hver dag?

Forskere har i nogen tid vidst, at Jordens atmosfære taber flere hundrede tons ilt hver dag. De forstår, hvordan dette ilttab sker på Jordens natside, men de er ikke sikre på, hvordan det sker på dagsiden. De ved dog en ting; de sker under auroras.

Ifølge en pressemeddelelse fra NASA's Earth Observatory, ingen to iltudstrømningshændelser er nøjagtig de samme, hvilket gør at forstå dem til en udfordring. De kalder begivenhederne for 'springvand af gas', der undslipper Jorden under auroral aktivitet, og Earth Observatory har en mission dedikeret til at forstå dem.

Missionen er en del af NASA's Earth Observatory-program kaldet VISIONS-2 (Visualizing Ion Outflow via Neutral Atom Sensing-2), og det kræver visse betingelser. Det ligger i Ny Ålesund, Svalbard, Norge med god grund. Det er den nordligste civile bosættelse året rundt. Det har en isfri havn året rundt, og et moderne raketaffyringsanlæg. Der er heller ingen sol i vinternatten her for at forstyrre studiet af aurorerne.

Men der er noget andet, der gør dette til den perfekte ramme for VISIONS-2-missionen. Hver morgen, Ny Alesund passerer under et svagt punkt i Jordens magnetiske boble. Det svage punkt er som en tragt, der kanaliserer den voldsomme solvind ind i vores øvre atmosfære. Det forårsager auroralskærme, og koger vores atmosfæres gasser ud i rumets vakuum i et auroral springvand.

For nylig, forskere med VISIONS-2 lancerede to sondende raketter for at undersøge ilttab under auroraer. Lydende raketter er små, målrettede raketter, der hurtigt kan affyres. I dette tilfælde, de to raketter var fyldt med kameraer og andre instrumenter, og forberedt til lancering.

Lanceringsteamet skal være meget tålmodig. Men selvfølgelig, de har teknologi på deres side. De behøver ikke vente, indtil de ser auroraen, de har avanceret varsel om en aurora takket være Deep Space Climate Observatory (DSCOVR) satellitten.

DSCOVR er NOAAs solvindobservatorium. Den sidder ude ved LaGrange-punktet mellem jorden og solen og fortæller VISIONS-2-teamet, når solvinden er kraftig nok og orienterer den rigtige måde at forårsage auroras. I bedste fald, holdet får cirka en times advarsel.

Selv med avanceret advarsel, holdet er forsigtigt. Hvis solvinden viser sig at være for svag, så vil de have spildt lanceringen. Hvis terrestriske vindforhold i Jordens atmosfære er for stærke, det er også et problem. Raketterne er ustyrede, så de skal orienteres før lanceringen for at tage højde for vinde. Heldigvis teamet har et andet værktøj til rådighed, vejrballoner lanceret hvert 30. minut, efter behov, for at teste vinden.

Raketterne blev iscenesat i Ny-Ålesund, Svalbard (Norge), og forskerne ventede på en aurora, før de lancerede parret. Den 7. december, 2018, forskerne affyrede de to raketter under en aurora. Billedet herunder er en lang eksponering af raketterne, som fanger begge lanceringer, selvom de fandt sted med et par minutters mellemrum.

Missionen brugte et par raketter, så de kunne bruge en blanding af forskellige instrumenter i hver. Nogle instrumenter krævede en snurrende platform og andre ikke. Et par raketter, der blev affyret med et par minutter imellem dem, tillod også lignende instrumenter at aflæse over tid. Ovenstående billede viser den første etape tændinger og udbrændthed af de to raketter, da de blev sendt på deres mission for at studere ilttab i Jordens atmosfære.

"Vi havde en fantastisk oplevelse med at bygge disse meget komplekse og dygtige nyttelast, integrere og teste dem på Wallops, derefter bringe dem til marken, "sagde Doug Rowland, hovedforsker for missionen og en rumfysiker ved NASAs Goddard Space Flight Center. "Lanceringen var et meget følelsesladet øjeblik, endnu mere, da vi så, at alle instrumenterne havde klaret sig godt, og de videnskabelige forhold var gode. "

Efter lanceringen, der er ti minutter for raketten til at gøre sit arbejde i det atmosfæriske springvand. Neutrale atomkameraer bygger et billede af springvandet indefra og udenfra. Aurakameraet dokumenterer selve auroraen, dens temperatur, intensitet, og højde. Hvis alt går godt, forskergruppen belønnes med en 'væg af videnskab'.

Lanceringen den 7. december ser ud til at have været en succes. Et tidligt kig på dataene viser, at instrumenterne fungerede korrekt og returnerede de påtænkte data. "Jeg tror, ​​vi har set det 'atmosfæriske springvand, "" sagde Rowland. Dataene mangler stadig at blive analyseret og skaleret, "men vi kan have beviser for det fra flere perspektiver."

Jorden, naturligvis, er en dynamik, levende, aktiv planet. Der sker meget her. VISIONS-2-projektet er ikke kun designet til at hjælpe os med at forstå vores egen planet bedre, men også andre planeter. Hvilke planeter er beboelige? Hvorfor er nogle så øde? Hvordan gjorde en planet som Mars, der engang havde en atmosfære, Miste det?

Jordens atmosfære vil ikke være væk snart. Ikke før solen bliver rød kæmpe om cirka 5 milliarder år, alligevel. På det fjerne tidspunkt, den ekspanderende Sol vil koge vores atmosfære væk som ingenting. Så er vi færdige.

Mængden af ​​ilt (og brint), der går tabt fra Jordens atmosfære under disse auroraer, er lille. Flere hundrede tons hver dag kan lyde af meget, men det er det ikke. Under alle omstændigheder, fotosyntese hjælper med at genoprette ilt. Det er stadig en vigtig brik i puslespillet for at forstå, hvordan tingene fungerer, selvom, og hvad detaljerne er i forholdet mellem Jorden og dens stjerne.