|
Загадки полярных мезосферных облаков
|
|
|
|
После 16 лет изучения самых высоких облаков Земли на благо человечества — полярных мезосферных облаков — с орбиты, расположенной примерно в 350 милях над землей, миссия НАСА "Аэрономия льда в мезосфере", или AIM, подошла к концу. Первоначально миссия AIM была рассчитана на два года, но ее неоднократно продлевали из-за высокой научной отдачи. Хотя на протяжении многих лет AIM сталкивалась с препятствиями — от сбоев в программном обеспечении до аппаратных проблем — невероятно преданная своему делу команда поддерживала космический аппарат в рабочем состоянии гораздо дольше, чем кто-либо мог ожидать. 13 марта 2023 года аккумулятор космического аппарата вышел из строя после нескольких лет снижения производительности. Были предприняты многочисленные попытки поддерживать питание космического аппарата, но никаких дополнительных данных собрать не удалось, поэтому миссия на данный момент завершена.
|
|
|
|
"AIM была посвящена изучению атмосферного региона, который граничит между нашей атмосферой и космосом", - сказал научный сотрудник миссии AIM Диего Янчес из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд. "Помощь AIM в понимании этого региона имела решающее значение для получения информации о том, как нижние слои атмосферы влияют на космическую погоду". Известные как ночные сияющие или серебристые облака, они видны в сумерках в летние месяцы, как правило, в высоких широтах вблизи Северного и Южного полюсов. До миссии ученые знали, что эти типы облаков меняются в зависимости от широты, времени года и солнечной активности, но не знали почему. Эта миссия была запущена для того, чтобы понять вариации и изучить причины образования облаков и их связь с изменением климата путем измерения тепловых, химических и других свойств окружающей среды, в которой образуются облака.
|
|
|
"Миссия НАСА AIM была невероятно успешной", - сказал Скотт Бейли, главный исследователь AIM и профессор Технологического института Вирджинии. "Она ответила на основные вопросы, которые помогли нам понять, как серебристые облака и атмосферные гравитационные волны меняются с течением времени и местоположения". За прошедшие годы AIM сделала много важных открытий. Данные миссии к настоящему времени привели к появлению почти 400 рецензируемых публикаций. Это включает в себя выводы о том, как эти облака могут быть созданы метеоритным дымом и водяным паром из выхлопных газов ракет, как события вблизи поверхности Земли могут вызвать изменения в облаках и как лед высоко в атмосфере может вызывать таинственные радарные эхо-сигналы, которые создаются в определенных областях атмосферы летом.
|
|
|
|
По мере продвижения миссии ученые поняли, что данные AIM также могут быть использованы для изучения колебаний в воздухе, называемых атмосферными гравитационными волнами. Эти волны передают импульс и энергию при прохождении через атмосферу. Они связывают погодные явления на поверхности Земли с атмосферными возмущениями, которые происходят далеко от первоначального события, в том числе в самых верхних слоях атмосферы, где они могут нарушать сигналы GPS. "У нас было много трудностей, но мы все равно получили невероятное количество данных от AIM благодаря нашей действительно отличной, героической и трудолюбивой команде, которая всегда справляется", - сказал Бейли. Первые трудности AIM возникли всего через несколько месяцев после запуска в 2007 году, когда телекоммуникационный приемник начал периодически выходить из строя. Благодаря грамотному использованию радиосигналов команда смогла перепрограммировать космический аппарат на общение азбукой Морзе, что позволило ему поддерживать связь даже после того, как приемник перестал работать.
|
|
|
|
Несмотря на то, что связь с космическим аппаратом стала в тысячи раз медленнее, чем планировалось, AIM все же смогла провести свои измерения и отправить домой 99% собранных данных. Вскоре после этого космический аппарат снова столкнулся с проблемой, угрожающей выполнению миссии. Космический аппарат неоднократно переводил себя в безопасный режим, что фактически выключало космический аппарат и требовало выполнения ряда трудоемких задач для перезагрузки. Но опять же, инженеры смогли загрузить новое программное обеспечение на космический аппарат, чтобы обойти проблему и сохранить работоспособность AIM. С тех пор новое обновление программного обеспечения предотвратило более тысячи подобных инцидентов на космическом аппарате. В 2019 году батарея AIM начала разряжаться, но благодаря огромным усилиям и изобретательности оперативная группа миссии поддерживала заряд батареи, позволяя космическому аппарату продолжать передавать данные. В начале 2023 года производительность батареи значительно снизилась, что означало, что космический аппарат не мог регулярно получать команды или собирать данные. К сожалению, эту аппаратную проблему нельзя было устранить удаленно, и спутник окончательно прекратил сбор данных в марте 2023 года.
|
|
|
|
"Нам грустно видеть, что срок службы AIM подходит к концу, но удивительно, как долго он продержался", - сказал Бейли. "Это дало нам больше данных и понимания серебристых облаков и атмосферных гравитационных волн, чем мы когда-либо могли надеяться". Хотя космический аппарат видел свои последние ночные светящиеся облака, ученые будут продолжать изучать данные AIM в течение многих последующих лет. Что касается самого космического аппарата, то он будет медленно терять высоту орбиты и сгорит при входе в атмосферу в 2026 году. "Все еще предстоит изучить гигабайты данных AIM", - сказала Кора Рэндалл, заместитель главного исследователя AIM и старший научный сотрудник Лаборатории физики атмосферы и космоса в Боулдере, штат Колорадо. "И по мере того, как наши модели и вычислительные возможности будут продолжать совершенствоваться, люди сделают гораздо больше открытий, используя наборы данных AIM".
|
|
|
|
Источник
|
