Die NASA will zwei Raketen ins Nordlicht schießen

Am 23. März plant die NASA Senden Sie zwei Raketen über hundert Meilen über die Erdejeweils perfekt abgestimmt, um eines der außergewöhnlichsten Kunstwerke der Natur zu durchdringen: das Nordlicht, auch bekannt als Aurora Borealis.

Obwohl wir einiges über Lichtshows wie diese wissen, wie zum Beispiel ihr charakteristisches neongrünes Leuchten und ihre Fülle in der Nähe der Pole, gibt es immer noch einige Wissenslücken.

Genauer gesagt sind sich die Wissenschaftler nicht ganz sicher, wie Polarlichter mit der natürlichen Atmosphäre der Erde interagieren, was genau das Ziel des bevorstehenden Unterfangens der Agentur ist, das als Ionen-Neutral-Kopplung während der Active Aurora-Mission oder INCAA bezeichnet wird, zu entschlüsseln.

Was wir über Polarlichter nicht wissen

Stellen Sie sich die Atmosphäre unseres Planeten als geschichtet vor, so etwas wie einen Kuchen. Wir sind in der untersten Schicht.

Hier unten sind Elemente wie Sauerstoff und Stickstoff ausgeglichen, atmungsaktiv und halten Elektronen stabil in der Atomumlaufbahn. Dies ist die sogenannte neutrale Gasatmosphäre.

Während wir uns durch die Schichten erheben, ändern sich die Dinge.

Die oberen Schichten unserer Atmosphäre sind Sonnenstrahlen auf eine Weise ausgesetzt, wie wir es nicht sind, und diese Strahlen verändern die Zusammensetzung benachbarter Atome. Sie reißen Elektronen, die normalerweise eine negative Ladung haben, aus ihren Bahnen und verwandeln sie in positive Teilchen. Tatsächlich unterscheidet sich diese Umgebung so sehr von der neutralen Gasatmosphäre, dass sie nicht einmal mehr als Gas betrachtet wird. Es ist ein vierter Aggregatzustand, bekannt als Plasma.

Und die Existenz dieser beiden Atmosphärentypen bedeutet, dass es eine Verschiebung von einem zum anderen gibt. Die Grenze ist nicht klar, aber sie ist definitiv da. Und wenn sich Polarlichter bilden, verändern sie die Dinge sogar mehr.

Zusamenfassend, Polarlichter entstehen, wenn die Sonne einen Haufen geladener Elektronen ausstößt, aus seinem eigenen ozeanähnlichen Plasmakörper, in einem Ereignis, das als koronaler Massenauswurf bezeichnet wird. Diese Elektronen werden manchmal in der Erdatmosphäre eingefangen, interagieren mit anderen Partikeln und ergeben zusammen eine unglaubliche, farbenfrohe Beleuchtung. Aber hier ist, was wir nicht wissen.

Was machen diese Aurora-Partikel mit dem Raum in unserer Atmosphäre, wo neutrales Gas auf Plasma trifft? Was passiert an der Grenze? Laut dem INCAA-Team könnten Polarlichter die Grenzregion tiefer fallen lassen, aufsteigen oder sich sogar in sich selbst zusammenfalten.

„All diese Faktoren machen dies zu einem interessanten physikalischen Problem, das es zu untersuchen gilt“, sagte Stephen Kaeppler, Assistenzprofessor für Physik und Astronomie an der Clemson University in South Carolina und Hauptforscher der INCAA-Mission, in einer Erklärung.

Einzug ins Nordlicht

Kaeppler und der Rest des INCAA-Missionsteams werden zwei Forschungsnutzlasten von einer Startrampe in Poker Flat, Alaska, hochschicken. Jede wird an zwei separaten Raketen, sogenannten Höhenforschungsraketen, befestigt, direkt in eine aktive Aurora. Diese Schiffe sind kleine Trägerraketen, die nur wenige Minuten im Weltraum schweben und dann wieder auf die Erde fallen. Beim Abstieg werden die Nutzlasten jedoch eimerweise wertvolle Informationen über die Polarlichter erhalten haben.

Rocket One, sagt das Team, wird Dampfspuren freisetzen – ähnlich wie bunte Chemikalien, die in Feuerwerkskörpern verwendet werden – um zu verfolgen, wie sich Winde in der Nähe der Aurora bewegen. Es ist, als würde man die Luft sterben lassen, wenn man zusieht, wie es sich bewegt. Dann misst die zweite Rakete Temperatur und Dichte des Plasmas in der Nähe des Polarlichts.

In ein paar Tagen können wir vielleicht noch ein weiteres Problem abhaken endlose Liste von Physikrätseln.