Drie door NASA gefinancierde raketten staan klaar om gelanceerd te worden vanaf de Poker Flat Research Range in Fairbanks, Alaska, in een experiment dat moet aantonen hoe poollichtsubstormen het gedrag en de samenstelling van de verre bovenste atmosfeer van de aarde beïnvloeden. De resultaten van het experiment kunnen een lang gekoesterde theorie over de interactie van het poollicht met de thermosfeer op losse schroeven zetten. Het kan ook de voorspelling van het ruimteweer verbeteren, wat van cruciaal belang is nu de wereld in het dagelijks leven steeds meer vertrouwt op satellietgebaseerde apparaten zoals GPS-apparaten.
Het Geofysisch Instituut van de Universiteit van Alaska Fairbanks (UAF) is eigenaar van Poker Flat, dat 32 kilometer ten noorden van Fairbanks ligt, en exploiteert het onder een contract met NASA's Wallops Flight Facility in Virginia, dat deel uitmaakt van NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland. Het experiment, getiteld Auroral Waves Excited by Substorm Onset Magnetic Events (AWESOME), bestaat uit een viertrapsraket en twee tweetrapsraketten die allemaal gelanceerd worden in een periode van ongeveer drie uur. Kleurrijke damptracers van de grootste van de drie raketten zouden zichtbaar moeten zijn in een groot deel van het noorden van Alaska. Het lanceervenster loopt van 24 maart tot 6 april 2025. Bij de missie, die wordt geleid door Mark Conde, een hoogleraar ruimtefysica aan de UAF, zijn ongeveer een dozijn afgestudeerde UAF-studenten betrokken die onderzoek doen op verschillende meetlocaties op de grond in Alaska in Utqiagvik, Kaktovik, Toolik Lake, Eagle, Venetie en Poker Flat. NASA levert, assembleert, test en lanceert de raketten.
“Ons experiment stelt de vraag, wanneer het noorderlicht uit zijn dak gaat en een heleboel warmte in de atmosfeer dumpt, hoeveel van die warmte wordt dan gebruikt om de lucht omhoog te transporteren in een continue convectieve pluim en hoeveel van die warmte resulteert niet alleen in verticale maar ook in horizontale oscillaties in de atmosfeer?” aldus Conde. Als we kunnen bevestigen welk proces dominant is, zal dat de reikwijdte van de vermenging en de daarmee samenhangende veranderingen in de eigenschappen van de ijle lucht onthullen. “Verandering in de samenstelling van de atmosfeer heeft gevolgen,” zei Conde. “En we moeten de omvang van die gevolgen weten.” Het grootste deel van de thermosfeer, die zich uitstrekt van ongeveer 50 tot 350 mijl boven het oppervlak, is wat wetenschappers “convectief stabiel” noemen. Dat betekent een minimale verticale beweging van de lucht, omdat de warmere lucht zich al bovenin bevindt door de absorptie van zonnestraling.
Wanneer poollichtsubstormen energie en momentum injecteren in de middelste en lagere thermosfeer (ruwweg 96 tot 200 kilometer boven de zeespiegel), wordt die stabiliteit verstoord. Dat leidt tot één gangbare theorie - dat de warmte van de substormen de verticale beweging van de thermosfeer veroorzaakt. Conde gelooft echter dat akoestische drukgolven de dominante mengkracht zijn en dat verticale convectie een veel kleinere rol speelt. Omdat de geluidsgolven zich zowel verticaal als horizontaal verplaatsen vanaf de plaats waar het noorderlicht inslaat, zouden de door het noorderlicht veroorzaakte atmosferische veranderingen zich over een veel groter gebied kunnen voordoen dan nu wordt aangenomen. Een betere voorspelling van de gevolgen van deze veranderingen is het praktische doel van de AWESOME-missie. “Ik denk dat ons experiment zal leiden tot een eenvoudigere en nauwkeurigere methode om het weer in de ruimte te voorspellen,” zei Conde.
Twee tweetraps, 12 meter lange Terrier-Improved Malemute raketten zullen respectievelijk ongeveer 15 minuten en een uur na het begin van een poollichtsubstorm worden gelanceerd. Een viertraps, 21 meter lange Black Brant XII raket zal ongeveer vijf minuten na de tweede raket lanceren. De eerste twee raketten zullen tracers loslaten op een hoogte van 80 en 178 kilometer om windbewegingen en golftrillingen te detecteren. De derde raket zal tracers loslaten op vijf hoogtes van 109 tot 250 kilometer. Roze, blauwe en witte dampsporen moeten 10 tot 20 minuten zichtbaar zijn vanaf de derde raket. De lanceringen moeten plaatsvinden in de vroege ochtenduren, met zonlicht dat de bovenste hoogten bereikt om de damptracers van de eerste raket te activeren, maar duisternis aan de oppervlakte zodat grondcamera's de reactie van de tracers op luchtbewegingen kunnen fotograferen.
Bron: NASA
