NASA Roketleri Tutulma Olaylarını Derinlemesine İnceleyecek

NASAAPEP’in 2024 tam güneş tutulması sırasındaki misyonu, canlı yayınlanan roket fırlatmaları ve işbirlikçi bilimsel araştırmalar da dahil olmak üzere, güneş tutulmalarının Dünya’nın iyonosferini ve iletişim sistemlerini nasıl etkilediğine ilişkin bilgiyi derinleştirmeyi amaçlıyor.

NASA, güneş ışığının gezegenin bir kısmı üzerinde anlık olarak kararması durumunda Dünya’nın üst atmosferinin nasıl etkilendiğini incelemek için 8 Nisan 2024’teki tam güneş tutulması sırasında üç sondaj roketi fırlatacak.

Tutulma Yolu Etrafında Atmosferdeki Pertürbasyonlar (APEP) sondaj roketleri, Ay’ın Güneş’i gölgelemesi sırasında iyonosferde meydana gelen rahatsızlıkları incelemek için NASA’nın Virginia’daki Wallops Uçuş Tesisi’nden fırlatılacak. sondaj roketleri daha önce fırlatılmıştı ve Ekim 2023’teki halkalı güneş tutulması sırasında New Mexico’daki White Sands Test Tesisi’nden başarıyla kurtarıldı. Yeni enstrümantasyonla yenilendiler ve Nisan 2024’te yeniden hizmete girecekler. Görev, Florida’daki Embry-Riddle Havacılık Üniversitesi’nde mühendislik fiziği profesörü olan ve Uzay ve Atmosfer Enstrümantasyon Laboratuvarı’nı yöneten Aroh Barjatya tarafından yönetiliyor.

Bu fotoğraf, başarılı montajdan sonra üç APEP sondaj roketini ve destek ekibini gösteriyor. Takım lideri Aroh Barjatya en üst merkezde, ikinci kattaki korkulukların yanında duruyor. Kredi bilgileri: NASA/Berit Bland

Tutulmanın İyonosfer ve İletişim Üzerindeki Etkisi

Sondaj roketleri üç farklı zamanda fırlatılacak: yerel tutulmanın zirvesinden 45 dakika önce, sırasında ve 45 dakika sonra. Bu aralıklar, Güneş’in ani ortadan kaybolmasının iyonosferi nasıl etkileyerek iletişimimize müdahale etme potansiyeline sahip rahatsızlıklar yarattığına dair veri toplamak açısından önemlidir.

İyonosfer, Dünya atmosferinin yerden 55 ila 310 mil (90 ila 500 kilometre) yükseklikte bulunan bir bölgesidir. Barjatya, “Burası radyo sinyallerini yansıtan ve kıran, ayrıca sinyaller geçerken uydu iletişimini de etkileyen elektrikli bir bölge” dedi. “İyonosferi anlamak ve bozuklukları tahmin etmemize yardımcı olacak modeller geliştirmek, giderek iletişime bağımlı hale gelen dünyamızın sorunsuz bir şekilde işlemesini sağlamak için çok önemlidir.”

Bu kavramsal animasyon, 8 Nisan 2024’te Amerika Birleşik Devletleri’nde meydana gelen tam güneş tutulması sırasında gözlemcilerin görmeyi bekleyebileceklerinin bir örneğidir. NASA’nın Bilimsel Görselleştirme Stüdyosu

İyonosferik Araştırmalarda Zorluklar ve Fırsatlar

İyonosfer, yaşadığımız ve nefes aldığımız Dünya’nın alt atmosferi ile uzay boşluğu arasındaki sınırı oluşturur. Güneş enerjisinden veya güneş radyasyonundan iyonize veya elektrik yüklü hale gelen parçacıklardan oluşan bir denizden oluşur. Gece çöktüğünde iyonosfer incelir, çünkü önceden iyonize olmuş parçacıklar gevşer ve tekrar nötr parçacıklara dönüşür. Bununla birlikte, Dünya’nın karasal havası ve uzay havası bu parçacıkları etkileyebilir, bu da onu dinamik bir bölge haline getirir ve belirli bir zamanda iyonosferin nasıl olacağını bilmeyi zorlaştırır.

Bir animasyon, 24 saatlik bir süre boyunca iyonosferdeki değişiklikleri tasvir ediyor. Kırmızı ve sarı şeritler gün boyunca yüksek yoğunluklu iyonize parçacıkları temsil eder. Mor noktalar geceleri nötr, rahat parçacıkları temsil eder. Kredi bilgileri: NASA/Krystofer Kim

Tutulma sırasında iyonosferdeki kısa vadeli değişiklikleri uydularla incelemek genellikle zordur çünkü uydular tutulma yolunu geçmek için doğru yerde veya zamanda olmayabilir. Tam güneş tutulmasının kesin tarihi ve saatleri bilindiğinden NASA, tutulmanın etkilerini doğru zamanda ve iyonosferin tüm yüksekliklerinde incelemek için hedefli sondaj roketleri fırlatabilir.

Tutulmanın gölgesi atmosferde hızla ilerlerken, büyük ölçekli atmosferik dalgaları ve küçük ölçekli rahatsızlıkları veya tedirginlikleri tetikleyen hızlı, yerel bir gün batımı yaratır. Bu bozulmalar farklı radyo iletişim frekanslarını etkiler. Bu bozulmalara ilişkin verilerin toplanması, bilim adamlarının iletişimlerimizdeki, özellikle de yüksek frekanslı iletişimdeki potansiyel bozuklukları tahmin etmeye yardımcı olan mevcut modelleri doğrulamalarına ve geliştirmelerine yardımcı olacaktır.

Animasyon, 2017’deki tam güneş tutulması sırasında iyonize parçacıkların yarattığı dalgaları tasvir ediyor. Katkıda bulunanlar: MIT Haystack Gözlemevi/Shun-rong Zhang. Zhang, S.-R., Erickson, PJ, Goncharenko, LP, Coster, AJ, Rideout, W. ve Vierinen, J. (2017). 21 Ağustos 2017 Güneş Tutulmasının Neden Olduğu İyonosferik Yay Dalgaları ve Pertürbasyonlar. Jeofizik Araştırma Mektupları, 44(24), 12,067-12,073. https://doi.org/10.1002/2017GL076054.

APEP roketlerinin maksimum 260 mil (420 kilometre) yüksekliğe ulaşması bekleniyor. Her roket yüklü ve nötr parçacık yoğunluğunu ve çevredeki elektrik ve manyetik alanları ölçecek. Barjatya, “Her roket, aynı veri noktalarını ölçen, iki litrelik soda şişesi büyüklüğünde dört ikincil cihazı fırlatacak; bu nedenle, yalnızca üç fırlatırken on beş roketten elde edilen sonuçlara benzer” diye açıkladı. Her roketteki üç ikincil alet Embry-Riddle tarafından yapıldı ve dördüncüsü New Hampshire’daki Dartmouth College’da inşa edildi.

İşbirlikçi Bilimsel Çalışmalar

Roketlerin yanı sıra ABD genelinde çeşitli ekipler de çeşitli yöntemlerle iyonosfer ölçümleri yapacak. Embry-Riddle’dan bir grup öğrenci bir dizi yüksek irtifa balonunu konuşlandıracak. Massachusetts Teknoloji Enstitüsü’nün Massachusetts’teki Haystack Gözlemevi’nden ve New Mexico’daki Hava Kuvvetleri Araştırma Laboratuvarı’ndan ortak araştırmacılar, ölçüm yapan çeşitli yer tabanlı radarları çalıştıracaklar. Embry-Riddle ve Johns Hopkins Üniversitesi Uygulamalı Fizik Laboratuvarı’ndan bir bilim insanı ekibi, bu verileri kullanarak mevcut modelleri geliştiriyor. Bu çeşitli araştırmalar birlikte, iyonosfer dinamiğinin büyük resmini görmek için gereken yapboz parçalarının sağlanmasına yardımcı olacaktır.

Sondaj yapan bir roket, bilim araçlarını Dünya yüzeyinin 30 ila 300 mil yukarısına taşıyabilir. Bu rakımlar genellikle bilim balonları için çok yüksek ve uyduların güvenli bir şekilde erişmesi için çok düşük olduğundan, sondaj roketleri bu bölgelerde doğrudan ölçüm yapabilen tek platform haline geliyor. Kredi: NASA’nın Goddard Uzay Uçuş Merkezi

Yaklaşan Tam Tutulma için Beklenti

APEP sondaj roketleri 2023 halkalı güneş tutulması sırasında fırlatıldığında, bilim adamları halkalı tutulma gölgesi atmosferin üzerinden geçerken yüklü parçacıkların yoğunluğunda keskin bir azalma gördüler. Barjatya, “İkinci ve üçüncü roketlerde radyo iletişimini etkileyebilecek karışıklıklar gördük, ancak yerel tutulmanın zirvesinden önceki ilk rokette bu görülmedi” dedi. “Pertürbasyonların aynı yükseklikte başlayıp başlamadığını, büyüklük ve ölçeklerinin aynı kalıp kalmadığını görmek için tam tutulma sırasında onları yeniden fırlatacağımız için çok heyecanlıyız.”

Bitişik ABD üzerinde bir sonraki tam güneş tutulması 2044’e kadar gerçekleşmeyecek, dolayısıyla bu deneyler bilim adamlarının önemli verileri toplaması için nadir bir fırsat.

APEP lansmanları olacak canlı yayın NASA’nın Wallops’un resmi YouTube sayfası aracılığıyla ve NASA’nın resmi yayını tam güneş tutulması. Halk ayrıca fırlatmaları saat 13.00’ten 16.00’ya kadar NASA’da bizzat izleyebilecek. Wallops Uçuş Tesisi Ziyaretçi Merkezi.