NASA roketleri, Dünya’nın üst atmosferinde kasırga benzeri girdaplar aramak için

Bir NASA roket ekibi, üst atmosferimizde kasırga benzeri dev girdapların peşinde. Bu girdaplar veya girdaplar, tüm dünyayı etkileyen üst atmosferik hava modellerinin anahtarı olabilir. Vorticity Deneyi veya VortEx misyonu, Norveç’in Andenes kentindeki Andøya Uzay Merkezi’nden 17 Mart 2023’te fırlatılmaya hazırlanıyor.

Daha önce bir dağın veya yüksek bir binanın tepesinde durduysanız, muhtemelen orada ne kadar fırtınalı olduğunu fark etmişsinizdir. Yüksek irtifa rüzgarları, mimarların planlarına ve pilotların rotalarına dahil edilir, ancak gezegenimiz üzerindeki etkileri, tipik insan alanının çok ötesine uzanır. Bu rüzgarlar, kaldırma kuvveti dalgalarının kaynaklarıdır: Dünya’nın uzaya arayüzündeki değişiklikleri yönlendiren dev enerji darbeleri.

Yüzdürme dalgaları, Dünya’da yaygın olarak görülen olaylardır. Güney Carolina’daki Clemson Üniversitesi’nde fizik profesörü ve Vorticity Deneyi veya VortEx misyonunun baş araştırmacısı Gerald Lehmacher, “Yaklaşan fırtına cephelerinden veya dağlara çarpan ve yukarı doğru gönderilen rüzgarlardan gelebilirler” dedi.

Yüzdürme dalgaları, bir rüzgar veya rahatsızlık aniden daha yoğun havayı yukarı doğru daha düşük bir basınç bölgesine ittiğinde oluşur ve atmosfer dengeye dönmeye çalışırken bir salınım yaratır. Bu salınımlar, bir havuzdaki dalgalanmalara benzer şekilde rahatsızlıktan uzağa yayılan dalgalara yol açar.

Yüzdürme dalgaları yaygın olmasına rağmen, atmosferin yukarısındaki etkileri hala tam olarak anlaşılamamıştır.

Lehmacher, “En geniş anlamda, bu deney, uzayın kenarındaki yüzdürme dalgalarının kaderini öğrenmekle ilgili.” Dedi.

VortEx özellikle tek bir kader arıyor: girdaplar. Yüzdürme dalgaları yukarı doğru hareket edip atmosferimizin sabit katmanlarından geçerken, bilgisayar modelleri dev hava girdapları oluşturabildiklerini gösterdi.

Lehmacher, “Girdalara dönüşebilirler – bu atmosferin her yerinde olabilir, ancak bizim bilmemiz gereken ölçümler yok” dedi.

Bir uçtan diğer uca onlarca kilometre uzandığı düşünülen bu girdaplar, geleneksel yaklaşımlarla ölçülemeyecek kadar büyük. Lehmacher, VortEx’i bu sınırlamanın üstesinden gelmek için tasarladı ve çok farklı konumlardaki rüzgarları ölçtü.

Görev, her seferinde iki fırlatılan dört roket kullanacak. Her çift, birkaç dakika arayla fırlatılan bir yüksekten uçan ve bir alçaktan uçan uçaktan oluşur. Yaklaşık 224 mil (360 kilometre) irtifada zirve yapacak olan yüksek yolcu, rüzgarları ölçecek. Yaklaşık 87 mil (140 kilometre) yüksekliğe ulaşan alçak uçuş, girdapların nasıl oluştuğunu etkileyen hava yoğunluğunu ölçecek. Her iki roket de Norveç Denizi’ne düşmeden önce birkaç dakika ölçüm yapacak.

Rüzgarları ölçmek için, yüksekten uçan roket, havai fişek gösterilerinde kullanılanlar gibi ışıldayan bulutları serbest bırakarak hareketlerini yerden takip edecek. Bu türden çoğu deney, bulutları roketin yükünden kurtarır. Ancak daha büyük ölçekli kalıpları ortaya çıkarmak için bulutları dağıtmak için VortEx, kendi bulutlarını serbest bırakmadan önce her biri roketten yaklaşık 25 mil (40 kilometre) mesafeye ulaşan dört alt yükü aynı anda fırlatacak.

Bu, uçuş sırasında dört farklı durumda, farklı yükseklik ve mesafelerde toplam 16 bulut olacak ve bu da büyük ölçekli desenlerin gösterilmesine yardımcı olacak. Bu bulutların hareketini izleyen VortEX ekibi, herhangi bir dönme belirtisi arayacaktır. Ekip daha sonra deneyi tekrarlayarak ikinci çift roketi farklı hava koşullarında o gecenin ilerleyen saatlerinde veya birkaç gün sonra (koşulların ne zaman uygun olduğuna bağlı olarak) fırlatacak.

VortEx ekibi ayrıca aşağıdan gelen yüzdürme dalgalarını da izliyor olacak. Norveç’in Andenes kentindeki Andøya Uzay Merkezi tarafından işletilen Alomar Gözlemevi, gerçek zamanlı olarak meydana gelen yüzdürme dalgalarını tespit etmek için gerekli yer tabanlı radar ve görüntüleme sistemlerine sahiptir. Konum ayrıca Norveç’i kuzeyden güneye uzanan İskandinav dağlarına da sahiptir. Rüzgarlar dağlara doğru koşarken ve gökyüzüne doğru yükselirken, düzenli bir kaldırma kuvveti dalgaları kaynağıdırlar.

VortEx girdaplar bulursa, GPS navigasyonunu ve iletişim sinyallerini etkileyen üst atmosferik hava durumunu anlamada ileriye doğru atılmış önemli bir adım olacaktır. Üst atmosferik havanın mevcut bilgisayar modelleri, kaldırma kuvveti dalgalarının etkilerini açıklamak için hala mücadele ediyor. Lehmacher, girdapların anahtar olabileceğini, çünkü kaldırma kuvveti dalgalarının kendisinden daha tahmin edilebilir olduklarını söylüyor.

Lehmacher, “Vortik yapılar, bu ölçeklerde çalışmalarını sağlamak için modellere koyabileceğimiz belirli evrensel kuralları takip eder.” Dedi. “Bireysel kaldırma kuvveti dalgalarını izlemek yerine, onları bir girdap spektrumuyla tanımlarsınız.”