科学者たちは、地球の大気が毎日数百トンの酸素を失うことを以前から知っていました。彼らは、この酸素の損失が地球の夜側でどのように起こるかを理解していますが、それが昼側でどのように起こるかはわかりません。彼らは一つだけ知っています。それらはオーロラの間に起こります。
NASAの地球天文台のプレスリリースによると、2つの酸素流出イベントがまったく同じではないため、それらを理解することは困難です。彼らはオーロラ活動中に地球を脱出するイベントを「ガスの噴水」と呼び、地球天文台はそれらを理解することに専念する使命を持っています。
ミッションはVISIONS-2（中性原子センシング-2によるイオン流出の可視化）と呼ばれるNASAの地球観測所プログラムの一部であり、特定の条件が必要です。それは、正当な理由でノルウェーのスバールバル諸島のニーオーレスンに設定されています。これは、世界で最も北に位置する通年の民間人居住地です。一年中氷のない港があり、近代的なロケット発射施設があります。また、冬の夜には、オーロラの研究に支障をきたすような太陽はありません。
しかし、これをVISIONS-2ミッションの完璧な設定にする他の方法があります。毎朝、ニーオーレスンは地球の磁気バブルの弱点の下を通過します。弱点は、激しい太陽風を上層大気に導く漏斗のようなものです。それがオーロラの表示を引き起こし、オーロラの噴水の空間の真空に大気のガスを沸騰させます。
最近、VISIONS-2を搭載した研究者たちは、オーロラ中の酸素損失を調査するために2つの探査ロケットを打ち上げました。サウンディングロケットは、小型のターゲットロケットであり、すばやく発射できます。この場合、2つのロケットにカメラやその他の機器が搭載され、打ち上げの準備が整いました。
打ち上げチームは非常に辛抱強くなければなりません。しかしもちろん、彼らは彼らの側に技術を持っています。オーロラが見えるまで待つ必要はありません。DSCOVR（ディープスペースクライメートオブザバトリー）衛星のおかげで、オーロラが事前に通知されています。
DSCOVRはNOAAの太陽風観測所です。それは地球と太陽の間のラグランジュポイントに位置し、太陽風が十分に強力でオーロラを引き起こす正しい方向を向いたときにVISIONS-2チームに伝えます。せいぜい、チームは約1時間の警告を受けます。
事前の警告があっても、チームは慎重です。太陽風が弱すぎることが判明した場合、彼らは打ち上げを無駄にしたでしょう。地球の大気中の地上風の状態が強すぎる場合、それも問題です。ロケットは誘導されていないため、打ち上げ前に風向を考慮して方向付けする必要があります。幸いなことに、チームは必要に応じて30分ごとに風船を発射して風をテストする別のツールを用意しています。
「私たちはこれらの非常に複雑で有能なペイロードを構築するという素晴らしい経験をしました...」– NASAのGoddard宇宙飛行センターの主任研究員、Doug Rowland。
ロケットはスバールバル諸島（ノルウェー）のニーオーレスンで上演され、研究者たちはオーロラを待ってからペアを打ち上げました。 2018年12月7日、研究者たちはオーロラ中に2つのロケットを打ち上げました。下の写真はロケットの長時間露光であり、数分間隔で発生した両方の打ち上げを捉えています。
使命はロケットのペアを使用したので、それぞれに異なる楽器を組み合わせて使用することができました。回転するプラットフォームを必要とする機器と、必要としない機器があります。数分間隔で打ち上げられた1対のロケットも、同様の機器が時間の経過とともに測定値を取得できるようにしました。上の画像は、2つのロケットが地球の大気中の酸素損失を研究するという任務に送られたときの2つのロケットの第1段階の点火とバーンアウトを示しています。
NASAのGoddard Space Flight Centerのミッションの主任研究員で宇宙物理学者であるDoug Rowlandは、次のように述べています。 「打ち上げは非常に感動的な瞬間でした。さらに、すべての機器が良好に機能し、科学の条件が良かったのを目にしたときもなおさらです。」
打ち上げ後、ロケットが大気中の噴水で作業を行うのに10分かかります。中性原子イメージングカメラは、噴水の内部と外部の画像を作成します。オーロラカメラは、オーロラ自体、その温度、強度、および高さを記録します。すべてがうまくいけば、研究チームには「科学の壁」が与えられます。
12月7日の打ち上げは成功したようです。初期のデータを見ると、機器が適切に機能し、意図したデータが返されたことがわかります。 「私たちは「大気の泉」を見たと思います」とローランドは言いました。データは引き続き分析およびスケーリングする必要がありますが、「複数の観点からそれを示す証拠があるかもしれません」。
地球は、明らかに、ダイナミックで生き生きとした活発な惑星です。ここでは多くのことが起こっています。 VISIONS-2プロジェクトは、私たち自身の惑星をよりよく理解するのを助けるだけでなく、他の惑星も同様に設計するように設計されています。どの惑星が居住可能ですか？なぜそんなに荒涼としたのですか？かつて大気を持っていた火星のような惑星はどのようにしてそれを失ったのですか？
地球の大気はすぐには消えません。とにかく、太陽が約50億年で真っ赤になるまでは。その遠い時点で、膨張する太陽は大気を何のようにも沸騰させます。これで完了です。
これらのオーロラ中に地球の大気から失われる酸素（および水素）の量はごくわずかです。毎日数百トンは多くのように聞こえるかもしれませんが、そうではありません。いずれにせよ、光合成は酸素の回復を助けます。それでも、物事がどのように機能するか、そして地球とその星の関係の詳細は何かを理解するための重要なパズルのピースです。
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