Các nhà khoa học đã biết từ lâu rằng bầu khí quyển Trái đất mất hàng trăm tấn oxy mỗi ngày. Họ hiểu làm thế nào sự mất oxy này xảy ra ở phía đêm Trái đất, nhưng họ không chắc chắn nó xảy ra như thế nào vào ban ngày. Họ biết một điều mặc dù; chúng xảy ra trong cực quang.
Theo thông cáo báo chí từ Đài thiên văn Trái đất của NASA, không có hai sự kiện thoát oxy nào giống hệt nhau, điều này khiến cho việc hiểu chúng là một thách thức. Họ gọi các sự kiện là ‘đài phun khí Gas thoát khỏi Trái đất trong hoạt động cực quang và Đài quan sát Trái đất có một nhiệm vụ dành riêng để hiểu chúng.
Nhiệm vụ này là một phần của chương trình Đài quan sát Trái đất của NASA có tên là VISION-2 (Trực quan hóa dòng chảy ion thông qua cảm biến nguyên tử trung tính-2) và nó đòi hỏi một số điều kiện nhất định. Nó đặt tại Ny Alesund, Svalbard, Na Uy vì lý do chính đáng. Nó là khu định cư dân sự quanh năm cực bắc trên thế giới. Nó có một bến cảng không có băng quanh năm và một cơ sở phóng tên lửa hiện đại. Ở đó cũng không có mặt trời trong đêm mùa đông ở đây để can thiệp vào việc nghiên cứu cực quang.
Nhưng có một cái gì đó khác làm cho nó trở thành thiết lập hoàn hảo cho nhiệm vụ VISION-2. Mỗi buổi sáng, Ny Alesund đi qua một điểm yếu trong bong bóng từ tính Trái đất. Điểm yếu giống như một cái phễu đưa luồng gió mặt trời dữ dội vào bầu khí quyển phía trên của chúng ta. Điều đó gây ra các màn hình cực quang và làm sôi các khí trong khí quyển của chúng ta vào khoảng trống của không gian trong một đài phun nước cực quang.
Gần đây, các nhà nghiên cứu với VISION-2 đã phóng hai tên lửa âm thanh để điều tra mất oxy trong quá trình cực quang. Tên lửa âm thanh là tên lửa nhỏ, nhắm mục tiêu có thể được phóng nhanh chóng. Trong trường hợp này, hai tên lửa đã được nạp camera và các dụng cụ khác, và chuẩn bị ra mắt.
Đội phóng phải rất kiên nhẫn. Nhưng tất nhiên, họ có công nghệ về phía họ. Họ không phải chờ đợi cho đến khi họ nhìn thấy cực quang, họ đã có thông báo nâng cao về cực quang nhờ vào vệ tinh DSCOVR (Đài quan sát khí hậu không gian sâu).
DSCOVR là đài quan sát gió mặt trời NOAA. Nó ngồi ở điểm LaGrange giữa Trái đất và Mặt trời và nói với nhóm VISION-2 khi gió mặt trời đủ mạnh và định hướng đúng cách để gây ra cực quang. Tốt nhất, đội được cảnh báo khoảng một giờ.
Ngay cả với cảnh báo nâng cao, đội vẫn thận trọng. Nếu gió mặt trời trở nên quá yếu, thì họ sẽ lãng phí việc phóng. Nếu điều kiện gió trên mặt đất trong bầu khí quyển Trái đất quá mạnh, thì đó cũng là một vấn đề. Các tên lửa là không có điều kiện, vì vậy chúng phải được định hướng trước khi phóng để tính toán gió. May mắn thay, nhóm nghiên cứu có một công cụ khác theo ý của họ, bóng bay thời tiết được phóng cứ sau 30 phút, khi cần thiết, để kiểm tra gió.
Chúng tôi đã có một trải nghiệm tuyệt vời như vậy khi xây dựng những trọng tải rất phức tạp và có khả năng này, siêu trọng - Doug Rowland, nhà điều tra chính, Trung tâm bay không gian của NASA God Goddard.
Các tên lửa được dàn dựng ở Ny-Ålesund, Svalbard (Na Uy) và các nhà nghiên cứu đã chờ đợi cực quang trước khi ra mắt cặp đôi này. Vào ngày 7 tháng 12 năm 2018, các nhà nghiên cứu đã phóng hai tên lửa trong quá trình cực quang. Bức ảnh dưới đây là một tên lửa phơi sáng dài, chụp cả hai lần phóng dù chúng xảy ra cách nhau vài phút.
Nhiệm vụ đã sử dụng một cặp tên lửa để họ có thể sử dụng hỗn hợp các nhạc cụ khác nhau trong mỗi loại. Một số nhạc cụ yêu cầu một nền tảng kéo sợi và một số didn. Một cặp tên lửa được phóng với một vài phút giữa chúng cũng cho phép các nhạc cụ tương tự có thể đọc theo thời gian. Hình ảnh trên cho thấy các vụ đánh lửa và đốt cháy giai đoạn đầu tiên của hai tên lửa, khi chúng được gửi đi thực hiện nhiệm vụ nghiên cứu sự mất oxy trong bầu khí quyển Trái đất.
Doug Rowland, nhà điều tra chính cho nhiệm vụ và một nhà vật lý không gian tại Trung tâm bay không gian vũ trụ của NASA, cho biết, chúng tôi đã có một trải nghiệm tuyệt vời. Sự ra mắt là một khoảnh khắc rất xúc động, thậm chí còn hơn thế khi chúng tôi thấy rằng tất cả các nhạc cụ đã hoạt động tốt và điều kiện khoa học là tốt.
Sau khi phóng, có mười phút để tên lửa thực hiện công việc của mình trong đài phun nước trong khí quyển. Camera hình ảnh nguyên tử trung tính xây dựng một hình ảnh của đài phun nước từ bên trong và bên ngoài. Camera cực quang ghi lại cực quang, nhiệt độ, cường độ và chiều cao của nó. Nếu mọi việc suôn sẻ, nhóm nghiên cứu được thưởng một ‘bức tường khoa học.
Sự ra mắt ngày 7 tháng 12 dường như đã thành công. Nhìn sớm vào dữ liệu cho thấy các công cụ hoạt động đúng và trả về dữ liệu dự định. Tôi tin rằng chúng tôi đã nhìn thấy đài phun nước ‘khí quyển, cảm thấy Rowland nói. Dữ liệu vẫn cần được phân tích và thu nhỏ, nhưng chúng tôi có thể có bằng chứng về nó từ nhiều góc độ.
Trái đất, rõ ràng, là một hành tinh năng động, sống, hoạt động. Có rất nhiều thứ đang diễn ra ở đây. Dự án VISION-2 được thiết kế không chỉ giúp chúng ta hiểu rõ hơn về hành tinh của chúng ta, mà cả các hành tinh khác. Những hành tinh nào có thể ở được? Tại sao một số rất hoang vắng? Làm thế nào mà một hành tinh như sao Hỏa, nơi từng có bầu khí quyển, lại mất nó?
Bầu không khí Trái đất giành chiến thắng đã biến mất bất cứ lúc nào sớm. Dù sao, cho đến khi mặt trời biến thành khổng lồ đỏ trong khoảng 5 tỷ năm nữa. Tại thời điểm xa xôi đó, Mặt trời đang mở rộng sẽ làm sôi động bầu không khí của chúng ta như không có gì. Sau đó, chúng tôi đã hoàn thành.
Lượng oxy (và hydro) bị mất từ bầu khí quyển Trái đất trong những cực quang này là rất nhỏ. Vài trăm tấn mỗi ngày nghe có vẻ nhiều, nhưng đó không phải là. Trong mọi trường hợp, quang hợp giúp khôi phục oxy. Tuy nhiên, nó vẫn là một phần quan trọng của câu đố để hiểu cách mọi thứ hoạt động, và những chi tiết trong mối quan hệ giữa Trái đất và ngôi sao của nó.
- Thông cáo báo chí: Hướng tới việc lập bản đồ thoát khỏi khí quyển
- Ghi chú quan sát trái đất từ hiện trường: Phục kích cực quang
- DSCOVR: Đài quan sát khí hậu không gian sâu
- Đại học Cornell Hỏi và Nhà thiên văn học: Có bao nhiêu thiên thạch rơi xuống Trái đất mỗi năm?
