С 24 января 2014 года исследователь Marilia Samara будет находиться в ожидании идеального полярного сияния. Samara и возглавляемая ею исследовательская группа на прошлой неделе отправилась в исследовательский центр Poker Flat Research Range, расположенный в 45 километрах от Фэрбанкса (города в центре Аляски), для того, чтобы в пятницу начать поиски на ночном небе идеальны, по их мнению, вихрей полярного сияния. Как отмечет Marilia Samara, она надеется, что ей и её коллегам посчастливиться найти «классические вихри полярного сияния, подобные пикам взбитых сливок». Как только команда дождётся соответствующих условий, она произведёт запуск зондирующей ракеты, которая совершит 10-минутный полёт к самому сердцу полярного сияния.
Marilia Samara – главный исследователь финансируемой NASA миссии GREECE (Ground-to-Rocket Electron-Electrodynamics Correlative Experiment), цель которой – выяснить какая комбинация событий ответственна за формирование так называемых «завитков» полярного сияния в разогретом газе (плазме). Исследователи полагают, что такая информация позволит воссоздать картину связей межу Землёй и Солнцем, и выяснить, как энергия и частицы, исходящие от Солнца взаимодействуют с магнитосферой Земли.
По словам Marilia Samara, специалиста в области космических исследований из SWRI (Southwest Research Institute), основная цель планируемых ею исследований – это изучить природу передачи энергии от Солнца к Земле. Она отмечает, что лучшее проявление такой связи – это полярное сияние.
По-простому, полярные сияния возникают, когда частицы из магнитных труб на Солнце, достигая ночной стороны Земли, генерируют электрические токи, вызывая тем самым потоки частиц, которые «сжигают» кислород и азот в атмосфере Земли на высоте от 96 до 320 км, создавая при этом световые вспышки. Если рассматривать этот процесс детально, то он намного сложнее. Исследователи хотят понять природу полярных сияний. В частности, рассмотреть это явления более детально, выяснив, например, от чего зависит форма завитков полярного сияния.
GREECE предусматривает использование специальной зондирующей ракеты и наземных блоков формирования изображений, которые будут отслеживать полярное сияние, начиная от момента запуска ракеты. Полёт ракеты рассчитан всего на 600 секунд. За это время она достигнет зенита над Venetie (Аляска). Современные блоки формирования изображений будут базироваться в Venetie для проведения наблюдений за полярным сиянием. Стартовое окно для запуска зондирующей ракеты будет открыто с 24 января по 6 февраля. Приборы, установленные на ракете, соберут информацию о частицах и электрических полях в пределах полярного сияния, которые в последующем будут сравниваться с данными, полученными с земли.
По словам Samara, безусловно, завитки полярного сияния видны и с земли, но для того, чтобы понять их физику необходимо провести исследования непосредственно в самом сиянии.
Различные комбинации данных о частицах и полях, наблюдаемых в полярных сияниях, указали бы на различие причин их формирования в небе. «Завитки», возможно, вызваны тем, что называется неустойчивостью Кельвина-Гельмгольца, то есть когда разноскоростные потоки создают волны. Возможно, завитки полярного сияния обусловлены альвеновскими волнами – электромагнитными волнами, которые могут существовать исключительно в плазме.
Зондирующие ракеты – это прекрасный инструмент для того, чтобы выяснить истинную природу полярного сияния. Во-первых, зондирующие ракеты – это одно из немногих «транспортных средств», способных достигать высот, где происходят полярные сияния.
Во-вторых, зондирующее ракеты способны получить много данных при относительно небольших затратах.
GREECE – это результат совместной работы SWRI, который разработал инструменты для визуализации и исследования частиц, и University of California, ответственного за измерения электрических и магнитных полей.
