Защо НАСА изстрелва ракети по пътя на слънчевото затъмнение

Регистрирайте се за научния бюлетин на Wonder Theory на CNN. .

Затъмненията вдъхват страхопочитание и обединяват хората, за да наблюдават зашеметяващ небесен феномен, но тези космически събития също така позволяват на учените да разгадаят мистериите на слънчевата система.

По време на пълното слънчево затъмнение на 8 април, когато Луната временно ще скрие лицето на слънцето от погледа на милиони хора в Мексико, Съединените щати и Канада, ще бъдат проведени множество експерименти, за да се разберат по-добре някои от най-големите неразрешени въпроси относно златното кълбо

НАСА ще изстреля сондажни ракети и самолети WB-57 за голяма надморска височина, за да проведе изследване на аспекти на слънцето и Земята, които са възможни само по време на затъмнение. Усилията са част от дълга история на опити за събиране на безценни данни и наблюдения, когато луната временно блокира слънчевата светлина.

Може би един от най-известните научни етапи, свързани със затъмнение, се случи на 29 май 1919 г., когато пълно слънчево затъмнение предостави доказателство за общата теория на относителността на Алберт Айнщайн, която ученият за първи път систематично описа през 1916 г., според НАСА.

Айнщайн предполагаше, че гравитацията е резултат от изкривяването на времето и пространството, изкривявайки самата тъкан на Вселената. Като пример Айнщайн предложи гравитационното влияние на голям обект като слънцето да отклони светлината, излъчвана от друг обект, като например звезда зад него, което кара обекта да изглежда малко по-далеч от перспективата на Земята. Научна експедиция за наблюдение на звезди от Бразилия и Западна Африка, водена от английския астроном сър Артър Едингтън по време на затъмнението от 1919 г., разкри, че някои звезди наистина изглеждат на грешното място, потвърждавайки теорията на Айнщайн.

Откритието е само един от многото научни уроци, научени във връзка със затъмненията.

По време на затъмнението през 2017 г., което прекоси САЩ, НАСА и други космически агенции проведоха наблюдения с помощта на 11 различни космически кораба и два самолета за голяма надморска височина.

Данните, събрани по време на това затъмнение, помогнаха на учените да предскажат точно как ще изглежда короната или горещата външна атмосфера на слънцето по време на затъмненията през 2019 г. и 2021 г. Въпреки пламтящите си температури, короната изглежда по-бледа от ярката повърхност на слънцето, но изглежда като ореол около слънцето по време на затъмнение, когато по-голямата част от слънчевата светлина е блокирана от луната, което улеснява изучаването.

Защо короната е с милиони градуси по-гореща от действителната повърхност на слънцето е една от вечните мистерии за нашата звезда. Проучване от 2021 г. разкри някои нови улики, показващи, че короната поддържа постоянна температура, въпреки факта, че слънцето преживява 11-годишен цикъл на затихваща и нарастваща активност. Констатациите са възможни благодарение на наблюдения на затъмненията, продължили повече от десетилетие, според НАСА.

Макар и по-тихо по време на предишни затъмнения, слънцето достига пика на своята активност, наречен слънчев максимум, тази година, предоставяйки на учените рядка възможност.

А по време на затъмнението на 8 април граждански учени и екипи от изследователи биха могли да направят нови открития, които потенциално да разширят нашето разбиране за нашето кътче от Вселената.

Изпращане на ракети в затъмнение

Наблюдението на слънцето по време на затъмнения също помага на учените да разберат по-добре как слънчевият материал тече от слънцето. Заредените частици, известни като плазма, създават космическо време, което взаимодейства с горния слой на земната атмосфера, наречен йоносфера. Регионът действа като граница между долната атмосфера на Земята и космоса.

Енергичната слънчева активност, освободена от слънцето по време на слънчевия максимум, може да попречи на Международната космическа станция и комуникационната инфраструктура. Много сателити в ниска околоземна орбита и радиовълни работят в йоносферата, което означава, че динамичното космическо време оказва влияние върху GPS и радиокомуникациите на дълги разстояния.

Експериментите за изследване на йоносферата по време на затъмнението включват балони на голяма надморска височина и инициатива за гражданска наука, която кани участието на радиолюбители. Операторите на различни места ще записват силата на техните сигнали и колко далеч пътуват по време на затъмнението, за да видят как промените в йоносферата влияят на сигналите. Изследователите също така проведоха този експеримент по време на пръстеновидното затъмнение през октомври 2023 г., когато луната не блокира напълно слънчевата светлина и данните все още се анализират.

В друг повторен експеримент три сондажни ракети ще излетят последователно от полетното съоръжение на НАСА Wallops във Вирджиния преди, по време и след затъмнението, за да измерят как внезапното изчезване на слънчевата светлина въздейства на горната атмосфера на Земята.

Aroh Barjatya, професор по инженерна физика в Embry-Riddle Aeronautical University в Дейтона Бийч, Флорида, ръководи експеримента, наречен Атмосферни смущения около пътя на затъмнението, който беше извършен за първи път по време на пръстеновидното слънчево затъмнение през октомври.

Всяка ракета ще изхвърли четири научни инструмента с размер на бутилка сода по пътя на съвкупността, за да измери промените в температурата на йоносферата, плътността на частиците и електрическите и магнитните полета на около 55 до 310 мили (90 до 500 километра) над земята.

„Разбирането на йоносферата и разработването на модели, които да ни помогнат да предвидим смущенията, е от решаващо значение, за да се уверим, че нашият все по-зависим от комуникацията свят работи гладко“, каза Барджатя в изявление.

Ракетите-сонди ще достигнат максимална надморска височина от 260 мили (420 километра) по време на полет.

По време на пръстеновидното затъмнение през 2023 г. инструментите на ракетите измерват резки, незабавни промени в йоносферата.

„Видяхме смущенията, способни да повлияят на радиокомуникациите във втората и третата ракета, но не и по време на първата ракета, която беше преди пика на локалното затъмнение“, каза Барджатя. „Много сме развълнувани да ги пуснем отново по време на пълното затъмнение, за да видим дали смущенията започват на същата надморска височина и дали тяхната величина и мащаб остават същите.“

Реещ се над облаците

Три различни експеримента ще летят на борда на изследователските самолети на НАСА за голяма надморска височина, известни като WB-57.

WB-57s може да носи почти 9 000 паунда (4 082 килограма) научни инструменти до 60 000 до 65 000 фута (18 288 до 19 812 метра) над повърхността на Земята, което го прави работния кон на въздушната научна програма на НАСА, каза Питър Лейшок, мениджър на НАСА Програма за изследване на голяма надморска височина WB-57 в космическия център Джонсън в Хюстън.

Източник: cnn.com