นักวิทยาศาสตร์รู้จักกันมาระยะหนึ่งแล้วว่าชั้นบรรยากาศของโลกสูญเสียออกซิเจนไปหลายร้อยตันในแต่ละวัน พวกเขาเข้าใจว่าการสูญเสียออกซิเจนนี้เกิดขึ้นที่ด้านกลางคืนของโลกได้อย่างไร แต่พวกเขาไม่แน่ใจว่าเกิดขึ้นที่ด้านกลางวันอย่างไร พวกเขารู้สิ่งหนึ่งว่า; พวกเขาเกิดขึ้นในช่วงแสงออโรร่า
จากการแถลงข่าวจากหอสังเกตการณ์โลกขององค์การนาซ่าไม่มีเหตุการณ์ใดที่ทำให้เกิดการรั่วไหลของออกซิเจนสองเหตุการณ์ที่เหมือนกันซึ่งทำให้เข้าใจถึงความท้าทาย พวกเขาเรียกเหตุการณ์ 'น้ำพุก๊าซ' ที่หลบหนีออกจากโลกในระหว่างกิจกรรมที่เกี่ยวกับหูและหอดูดาวโลกมีภารกิจที่อุทิศตนเพื่อทำความเข้าใจพวกเขา
ภารกิจนี้เป็นส่วนหนึ่งของโครงการ Earth Observatory ของนาซ่าที่เรียกว่า VISIONS-2 (Visualizing Ion Outflow ผ่าน Neutral Atom Sensing-2) และต้องการเงื่อนไขบางประการ ตั้งอยู่ใน Ny Alesund, Svalbard, Norway ด้วยเหตุผลที่ดี มันคือการตั้งถิ่นฐานพลเรือนตลอดทั้งปีเหนือสุดในโลก มีท่าเรือปลอดน้ำแข็งตลอดทั้งปีและศูนย์ปล่อยจรวดที่ทันสมัย นอกจากนี้ยังไม่มีดวงอาทิตย์ในฤดูหนาวที่นี่เพื่อแทรกแซงการเรียนแสงออโรร่า
แต่มีอย่างอื่นที่ทำให้การตั้งค่านี้สมบูรณ์แบบสำหรับภารกิจ VISIONS-2 ทุกเช้า Ny Alesund ผ่านจุดอ่อนในฟองแม่เหล็กของโลก จุดอ่อนนั้นเปรียบเสมือนช่องทางที่ส่งลมสุริยะสู่ชั้นบรรยากาศของเรา ที่ทำให้เกิดแสงออโรรัลและทำให้ก๊าซในชั้นบรรยากาศของเราไหลลงสู่สุญญากาศของอวกาศในน้ำพุออโรรัล
เมื่อเร็ว ๆ นี้นักวิจัยที่มี VISIONS-2 ได้เปิดตัวจรวดเสียงสองตัวเพื่อตรวจสอบการสูญเสียออกซิเจนระหว่างออโรร่า จรวดที่ทำให้เกิดเสียงเป็นจรวดที่มีขนาดเล็กและเป็นเป้าหมายที่สามารถเปิดใช้งานได้อย่างรวดเร็ว ในกรณีนี้จรวดทั้งสองเต็มไปด้วยกล้องและเครื่องมืออื่น ๆ และเตรียมพร้อมสำหรับการเปิดตัว
ทีมยิงปืนต้องอดทนมาก ๆ แต่แน่นอนว่าพวกเขามีเทคโนโลยีอยู่ด้านข้าง พวกเขาไม่ต้องรอจนกว่าพวกเขาจะเห็นแสงออโรร่าพวกเขาได้รับการบอกกล่าวล่วงหน้าเกี่ยวกับแสงออโรร่าด้วยดาวเทียม DSCOVR (หอสังเกตการณ์สภาพอากาศในอวกาศห้วงอวกาศ)
DSCOVR เป็นหอสังเกตการณ์ลมสุริยะของ NOAA มันตั้งอยู่ที่จุด LaGrange ระหว่างโลกกับดวงอาทิตย์และบอกกับทีม VISIONS-2 เมื่อลมสุริยะมีพลังมากพอ ที่ดีที่สุดทีมจะได้รับการเตือนประมาณหนึ่งชั่วโมง
ถึงแม้จะมีการเตือนขั้นสูงทีมก็ยังระมัดระวัง หากลมสุริยะอ่อนเกินไปพวกเขาก็จะสูญเปล่าไป หากสภาพลมบนพื้นโลกในชั้นบรรยากาศของโลกแรงเกินไปนั่นก็เป็นปัญหาเช่นกัน จรวดนั้นไม่มีการชี้นำดังนั้นพวกมันจึงต้องมีการปรับก่อนที่จะปล่อยออกไปเพื่อรับลม โชคดีที่ทีมมีเครื่องมืออีกอย่างในการกำจัดบอลลูนอากาศเปิดตัวทุก ๆ 30 นาทีตามต้องการเพื่อทดสอบลม
“ เรามีประสบการณ์ที่น่าทึ่งในการสร้างน้ำหนักบรรทุกที่ซับซ้อนและมีความสามารถเหล่านี้…” - Doug Rowland, ผู้ตรวจสอบหลัก, ศูนย์การบินอวกาศก็อดดาร์ดของนาซ่า
จรวดถูกจัดฉากใน Ny-Ålesund, Svalbard (นอร์เวย์) และนักวิจัยได้รอแสงออโรร่าก่อนที่จะเปิดตัวทั้งคู่ ในวันที่ 7 ธันวาคม 2018 นักวิจัยได้เปิดตัวจรวดสองดวงในช่วงแสงออโรร่า ภาพด้านล่างเป็นการเปิดรับแสงนานของจรวดซึ่งจับทั้งสองเปิดตัวแม้ว่าพวกเขาจะเกิดขึ้นไม่กี่นาที
ภารกิจใช้จรวดคู่หนึ่งเพื่อให้พวกเขาสามารถใช้เครื่องมือต่าง ๆ ผสมผสานกันในแต่ละครั้ง เครื่องมือบางอย่างต้องใช้แพลตฟอร์มที่หมุนได้และบางเครื่องก็ไม่ได้ จรวดคู่หนึ่งที่ปล่อยออกมาพร้อมกับสองสามนาทีระหว่างพวกเขาก็อนุญาตให้เครื่องมือที่คล้ายกันสามารถอ่านได้ตลอดเวลา ภาพด้านบนแสดงการจุดระเบิดครั้งแรกและการจุดระเบิดของจรวดทั้งสองในขณะที่พวกเขาถูกส่งไปปฏิบัติภารกิจเพื่อศึกษาการสูญเสียออกซิเจนในชั้นบรรยากาศของโลก
“ เรามีประสบการณ์ที่น่าทึ่งในการสร้างน้ำหนักบรรทุกที่ซับซ้อนและมีความสามารถเหล่านี้รวมเข้าด้วยกันและทดสอบที่ Wallops จากนั้นนำพวกเขาไปสู่สนาม” Doug Rowland ผู้ตรวจสอบหลักสำหรับภารกิจและนักฟิสิกส์อวกาศที่ศูนย์การบินอวกาศก็อดดาร์ด “ การเปิดตัวเป็นช่วงเวลาที่น่าตื่นเต้นมากยิ่งขึ้นเมื่อเราเห็นว่าเครื่องมือทั้งหมดทำงานได้ดีและเงื่อนไขทางวิทยาศาสตร์นั้นดี”
หลังจากเปิดตัวมีสิบนาทีสำหรับจรวดที่จะทำงานในน้ำพุบรรยากาศ กล้องถ่ายภาพอะตอมที่เป็นกลางสร้างภาพของน้ำพุจากภายในและภายนอก กล้องแสงออโรราจัดทำเอกสารแสงออโรร่าเองอุณหภูมิความเข้มและความสูง หากทุกอย่างเป็นไปด้วยดีทีมวิจัยจะได้รับรางวัลเป็น 'กำแพงวิทยาศาสตร์'
การเปิดตัว 7 ธันวาคมดูเหมือนว่าจะประสบความสำเร็จ การดูข้อมูลในช่วงต้นแสดงให้เห็นว่าเครื่องมือทำงานอย่างถูกต้องและส่งคืนข้อมูลที่ต้องการ “ ฉันเชื่อว่าเราเห็น 'น้ำพุบรรยากาศ” โรว์ลันด์กล่าว ข้อมูลยังคงต้องได้รับการวิเคราะห์และปรับขนาด“ แต่เราอาจมีหลักฐานจากหลายมุมมอง”
เห็นได้ชัดว่าโลกเป็นดาวเคราะห์ที่มีชีวิตและมีชีวิตชีวา มีหลายอย่างเกิดขึ้นที่นี่ โครงการ VISIONS-2 ได้รับการออกแบบไม่เพียง แต่จะช่วยให้เราเข้าใจโลกของเราได้ดีขึ้น แต่ยังมีดาวเคราะห์ดวงอื่นด้วย ดาวเคราะห์ดวงไหนที่อยู่อาศัยได้ ทำไมบางคนจึงอ้างว้าง ดาวเคราะห์เช่นดาวอังคารเคยมีชั้นบรรยากาศได้อย่างไร
บรรยากาศของโลกจะไม่หายไปในไม่ช้าทุกเวลา ไม่จนกว่าดวงอาทิตย์จะกลายเป็นดาวยักษ์แดงในอีกประมาณ 5 พันล้านปีแล้ว เมื่อถึงจุดที่ไกลดวงอาทิตย์ที่กำลังขยายตัวจะทำให้บรรยากาศของเราเดือดร้อนเหมือนไม่มีอะไร จากนั้นเราก็เสร็จสิ้น
ปริมาณออกซิเจน (และไฮโดรเจน) ที่หายไปจากชั้นบรรยากาศของโลกในระหว่างแสงออโรร่าเหล่านี้มีค่าน้อย หลายร้อยตันต่อวันอาจฟังดูเยอะ แต่ก็ไม่เป็นเช่นนั้น การสังเคราะห์ด้วยแสงช่วยคืนค่าออกซิเจน มันยังคงเป็นปริศนาชิ้นสำคัญสำหรับทำความเข้าใจว่าสิ่งต่าง ๆ ทำงานอย่างไรและรายละเอียดอะไรบ้างในความสัมพันธ์ระหว่างโลกกับดาวฤกษ์
- ข่าวประชาสัมพันธ์: สู่การทำแผนที่หลบหนีจากชั้นบรรยากาศ
- หมายเหตุจากหอสังเกตการณ์โลกจากสนาม: ซุ่มโจมตีแสงเงินแสงทอง
- DSCOVR: หอสังเกตการณ์สภาพอากาศในห้วงอวกาศ
- มหาวิทยาลัยคอร์เนลล์ถามและนักดาราศาสตร์: อุกกาบาตจำนวนหนึ่งยิงโลกในแต่ละปี?
