物理科技生物学-PHYICA

尖端科学:美国宇航局研究北极上空神秘区域的火箭

天文学与空间 2022-09-17 00:02:45

由美国宇航局戈达德太空飞行中心的安娜·布劳斯坦拍摄 在安岛航天中心测试期间,CREX-2有效载荷上的蒸汽示踪安瓿门是打开的

信用:美国宇航局 高纬度地区的地球大气层会发生奇怪的事情

当地时间中午左右,当太阳到达最高点时,我们星球磁场中的一个漏斗状缺口从头顶掠过

地球磁场保护我们免受太阳风的影响,太阳风是从太阳喷出的带电粒子流

这个领域的缺口被称为极尖点,允许太阳风直接进入地球大气层

无线电和全球定位系统信号在穿过天空的这一部分时表现得很奇怪

在过去的20年里,当宇宙飞船经过这个区域时,科学家和宇宙飞船操作员注意到了一些不寻常的事情:它们减速了

阿拉斯加费尔班克斯大学的物理学家、美国宇航局“尖端区域实验-2”或“CREX-2”探空火箭任务的首席研究员马克·康德说:“在离地球大约250英里的地方,航天器感觉到更大的阻力,有点像撞上了减速带。”

这是因为尖端的空气明显比航天器绕地球轨道上其他地方的空气密度大

但是没有人知道为什么,或者如何

通过了解尖端的作用力,科学家们希望能更好地预测航天器轨迹的变化

从挪威安第斯山脉发射的CREX 2号的发射窗口将于凌晨4点开启

m

美国东部时间(10 a

m

欧洲中部时间)12月

1, 2021

CREX 2号于2019年首次致力于了解尖端的更多动态,但尽管所有系统都已准备好发射,任务从未启动

当时几乎没有太阳活动,因此,在最初的发射窗口,太空天气条件不适合这次任务

新冠肺炎疫情号进一步推迟了它的飞行

现在,在延迟了将近两年之后,CREX 2号再次准备飞行,希望回答关于尖端的问题

团队乐观;这一次,太阳正处于其自然周期中更活跃的阶段,这增加了太空天气条件有利于他们研究异常密集的大气层的机会

虽然地球大气层的密度随着高度迅速降低,但它在水平方向上保持不变

也就是说,在任何给定的高度,全球大气的密度大致相同

这方面的任务需要复杂的后勤保障

孔德说:“这是一场相当大的国际象棋比赛。”

该团队需要从几个有利的位置观察这些追踪器,以全面了解风的模式

科学家,其中一些是研究生,将驻扎在斯堪的纳维亚半岛各地,在20-30分钟的时间里拍摄示踪剂

一名学生将在一架从冰岛雷克雅未克起飞的飞机上记录它们,其他人将从挪威斯瓦尔巴群岛的两个地点捕捉这些发光

发射需要一些“金发姑娘”条件

尖点只在当地中午出现,但是天空需要黑暗才能看到追踪者的光芒

这就是为什么CREX 2号将在仲冬发射,那时这些极北纬度地区几乎没有阳光

由两枚火箭释放的蒸汽示踪剂形成的彩云使科学家能够测量风

信用:美国宇航局/李·温菲尔德 康德说:“我们正在穿针引线。”

“当条件适合做实验时,我们每天大约有一两个小时的时间

“而且,至少有两个站需要清楚地看到示踪剂,以便收集足够的数据

2019年的发射窗口开放了17天,其中没有一天适合CREX 2号飞行

孔德说:“火箭业务是一场高风险的游戏。”

“你将花费两三年时间开发有效载荷,但最终,这一切都归结于选择何时按下按钮来捕捉你想要的科学

“有时候,那一刻并没有到来

孔德和CREX 2队渴望另一次发射机会

“老实说,这感觉太棒了,”康德说

“终于要再试一次了——我不确定我有没有合适的词

" 除了在顶部250英里的地方,在那个高度有一个空气包,其密度大约是其他空气的1.5倍

“你不能把一个区域的质量增加1倍

不要做其他事情,否则天会塌下来,”康德说

一些看不见的东西支撑着额外的质量,CREX 2号任务的目标是弄清楚它到底是什么

该任务旨在测量众多因素,这些因素可能解释尖点的稠密空气是如何悬浮的

然后,康德说,科学家可以“试着找出是谁在做这项工作

" 一种可能是电离层中的电和磁效应,电离层是地球上层大气中被太阳电离的一层,意味着它包含带电粒子

电动力学可以间接支持密度更大的空气,或者它可以产生热量,产生垂直风,使密度更大的空气保持在高空

CREX 2号有一系列仪器用来测量这些影响

另一种解释可能是尖角的整个垂直柱中的空气比它周围的空气密度大

堆积在较重空气之上,250英里高的稠密空气将保持浮力

但是拥有一个较重的空气柱也应该会产生水平的甚至漩涡状的风,这也是CREX 2号要寻找的

它会以一种时尚的方式做到这一点

火箭将向四个方向喷射20个汽水罐大小的罐子,每个罐子都有自己的小型火箭发动机

罐子定时在不同的高度破裂

当它们爆炸时,它们会在天空的三维网格中释放蒸汽示踪剂——通常在烟花表演中发现的粒子,通过散射阳光或暴露在氧气中而发光

风会用这些发光的云描绘天空,揭示空气在大气的这个不寻常的部分是如何运动的

来源:由phyica.com整理转载自PH,转载请保留出处和链接!

本文链接:http://www.phyica.com/tianwenxue/23675.html

发表评论

用户头像 游客
此处应有掌声~

评论列表

还没有评论,快来说点什么吧~