NASA’nın Ezie, Dünya’nın Aurora’sının manyetik parmak izlerini incelemek için piyasaya sürülüyor

Dünya kutuplarının üstünde, elektrojet adı verilen yoğun elektrik akımları, auroras gökyüzünde parladığında üst atmosferden akar. Bu auroral elektrojeler her saniye kutupların etrafına yaklaşık bir milyon amper elektrik yükü iter. Yerdeki en büyük manyetik bozukluklardan bazılarını yaratabilirler ve akımlardaki hızlı değişiklikler elektrik kesintileri gibi etkilere yol açabilir. Mart ayında NASA, bu güçlü akımlar hakkında daha fazla bilgi edinmek için Ezie (Electrojet Zeeman Imaeming Explorer) misyonunu başlatmayı planlıyor, sonuçta bu uzay havasının dünyadaki etkilerini azaltma umuduyla.

Ezie’nin sonuçları, NASA’nın Dünya-Sun bağlantısının dinamiklerini daha iyi anlamasına ve astronotlara zarar verebilecek, uydulara müdahale edebilecek ve güç kesintilerini tetikleyebilen tehlikeli uzay havalarının tahminlerini iyileştirmesine yardımcı olacaktır.

Ezie Misyonu, her biri taşıma bavulunun büyüklüğü hakkında üç küp içerir. Bu küçük uydular, bir telli inci oluşumunda uçacaklar, Dünya Dünya’yı direkten direğe yaklaşık 550 mil (550 kilometre) tepeden yörüngede izlerken birbirlerini takip edecekler. Uzay aracı, iyonosfer adı verilen toprak atmosferinin elektrikli bir tabakasında yerden yaklaşık 60 mil (yaklaşık 100 kilometre) yukarı akan elektrojetlere bakacaktır.

Her yörünge sırasında, her Ezie uzay aracı elektrojetleri yapılarını ve evrimlerini ortaya çıkarmak için eşleştirecektir. Uzay aracı, elektrojelerin nasıl değiştiğini ortaya koyarak birbirinden 2 ila 10 dakika sonra aynı bölgede uçacak.

Önceki yer tabanlı deneyler ve uzay aracı, geniş bir elektrik devresinin küçük bir parçası olan ve topraktan uzaya 100.000 mil (160.000 kilometre) uzanan auroral elektrojetleri gözlemlemiştir. Ancak onlarca yıldır, bilim adamları genel sistemin neye benzediğini ve nasıl geliştiğini tartıştılar. Misyon ekibi Ezie’nin bu tartışmayı çözmesini bekliyor.

NASA’nın Greenbelt, Maryland’deki Goddard Uzay Uçuş Merkezi’nde Ezie Mission Scientist Larry Kepko, “Ezie’nin yaptığı benzersiz” dedi. “Ezie, sadece elektrojetleri incelemeye adanmış ilk görevdir ve bunu tamamen yeni bir ölçüm tekniği ile yapıyor.”

Bu teknik, elektrojetlerin yaklaşık 10 mil (16 kilometre) altında oksijen moleküllerinden mikrodalga emisyonuna bakmayı içerir. Normalde, oksijen molekülleri 118 gigahertz frekansında mikrodalgalar yayar. Bununla birlikte, elektrojeler, Zeeman bölünmesi adı verilen bir işlemde 118 Gigahertz emisyon hattını ayırabilen manyetik bir alan yaratır. Manyetik alan ne kadar güçlü olursa, çizgi o kadar uzağa bölünür.

Üç Ezie uzay aracının her biri, Zeeman etkisini gözlemlemek ve elektrojetlerin manyetik alanlarının gücünü ve yönünü ölçmek için mikrodalga elektrojet manyetogramı adlı bir alet taşıyacak. Güney Kaliforniya’da NASA’nın Jet Propulsion Laboratuvarı (JPL) tarafından inşa edilen bu enstrümanların her biri, manyetik alanları Ezie yörüngeleri olarak dört farklı pist boyunca incelemek için farklı açılara işaret eden dört anten kullanacak.

Mikrodalga elektrojet manyetogramlarında kullanılan teknoloji başlangıçta Dünya’nın atmosferi ve hava sistemlerini incelemek için geliştirilmiştir. JPL’deki mühendisler, NASA’nın Tempest-D ve Cuberrt görevleri de dahil olmak üzere küçük uydulara sığabilmeleri için radyo dedektörlerinin boyutunu azalttı ve ışığı belirli dalga boylarına ayıran bileşenleri geliştirdi.

Elektrojeler, bilimsel balonların ulaşması için çok yüksek, ancak uyduların doldurulması için çok düşük olduğu için doğrudan çalışması zor bir bölgeden akar.

Johns Hopkins Applied Fiziksel Fiziğin baş araştırmacısı Sam Yee, “Zeeman tekniğinin, akım kaynaklı manyetik alanları uzaktan haritalamak için kullanılması, bu ölçümleri ölçülmesi çok zor bir yükseklikte elde etmek için gerçekten oyun değiştiren bir yaklaşımdır.” Dedi. Laurel, Maryland’de laboratuvar (APL).

Misyon aynı zamanda vatandaş bilim adamlarını araştırmalarını geliştirmek için, Ezie’nin gözlemlerini Dünya’dan gelenlerle karşılaştırmak için ABD’deki öğrencilere ve dünyanın dört bir yanındaki gönüllülere düzinelerce Ezie-Mag manyetometre kitini dağıtmak için içeriyor.

APL Ezie proje yöneticisi Nelli Mosavi-Hoyer, “Ezie bilim adamları yukarıdan manyetik alan verileri toplayacak ve öğrenciler yerden manyetik alan verileri toplayacaklar” dedi.

Ezie uzay aracı, Launch Integrator Maverick Uzay Sistemleri aracılığıyla SpaceX ile Transporter-13 Rideshare görevinin bir parçası olarak Kaliforniya’daki Vandenberg Uzay Kuvvetleri Üssü’nden SpaceX Falcon 9 Roketinde piyasaya sürülecek.

Görev, güneşin aktivitesinin daha güçlü ve daha sık olduğu 11 yıllık güneş döngüsü sırasında bir faz-güneş enerjisi olarak bilinen bir süre boyunca başlayacak. Bu Ezie’nin bilimi için bir avantajdır.

Kepko, “Solar Max sırasında başlatmak daha iyi.” Dedi. “Elektrojetler doğrudan güneş aktivitesine yanıt verir.”

Ezie Misyonu ayrıca, güneşin dış atmosferindeki malzemenin güneş rüzgarı olduğunu incelemek için Şubat ayı sonlarında piyasaya sürülen yumruk (polarimetre) dahil olmak üzere diğer NASA heliofizik görevleriyle birlikte çalışacak.

Yee’ye göre, Ezie’nin CubeSat misyonu sadece bilim adamlarının onlarca yıldır cevaplayamadıkları zorlayıcı soruları ele almalarına izin vermekle kalmaz, aynı zamanda büyük bilimin maliyet etkin bir şekilde elde edilebileceğini de gösterir.

Kepko, “CubeSats’ın yeni yeteneğinden yararlanıyoruz.” “Bu, on yıl önce uçamayan bir görev. Mümkün olanın zarfını, hepsi küçük bir uydu üzerinde zorluyor. Ne keşfedeceğimizi düşünmek heyecan verici.”