NASA will während der Sonnenfinsternis Raketen in den Schatten des Mondes fliegen | Wissenschaft | Nachricht

Die NASA wird während der morgigen Sonnenfinsternis „Ring of Fire“ drei Raketen starten, um zu untersuchen, wie sich der vorübergehende Rückgang des Sonnenlichts auf einen Teil der oberen Atmosphäre auswirkt.

Die Mission trägt den Namen „Atmospheric Perturbations around the Eclipse Path“ (APEP) und wird vom Physiker Professor Aroh Barjatya von der Embry-Riddle Aeronautical University in Florida geleitet.

Die Ionosphäre – die Barjatya und seine Kollegen untersuchen – ist eine Schicht der Atmosphäre über etwa 50 Meilen, wo die Luft „elektrisch wird“.

Hier entzieht die ultraviolette Komponente des Sonnenlichts tagsüber den Atomen Elektronen und bildet so ein hochfliegendes „Meer“ aus Ionen und Elektronen.

Nachts jedoch rekombinieren viele Ionen und Elektronen zu neutralen Atomen, bevor sie beim nächsten Sonnenaufgang durch die Sonnenstrahlung wieder ionisiert werden.

Während einer Sonnenfinsternis wird das ionisierende Sonnenlicht jedoch blockiert und setzt kurz darauf wieder ein – ein Phänomen, das dazu führt, dass die lokale Temperatur und Dichte in der Ionosphäre sinkt und dann ansteigt, wodurch sich Wellen über diese Schicht der Atmosphäre ausbreiten.

Es ist dieser Prozess, den die NASA morgen früh untersuchen möchte.

Barjatya erklärte: „Wenn man sich die Ionosphäre als einen Teich mit sanften Wellen vorstellt, ist die Sonnenfinsternis wie ein Motorboot, das plötzlich durch das Wasser rast.“

„Unmittelbar darunter und dahinter entsteht ein Kielwasser, und dann steigt der Wasserstand kurzzeitig an, während es wieder hineinströmt.“

Tatsächlich wurden während der letzten Sonnenfinsternis über den USA – die im August 2017 stattfand – atmosphärische Schwankungen von Instrumenten viele Hundert Meilen außerhalb der Bahn der Sonnenfinsternis festgestellt.

Diese Änderungen hatten auch spürbare Auswirkungen auf den Betrieb weltraumgestützter Infrastruktur wie Kommunikationssatelliten und GPS.

Barjatya fügte hinzu: „Alle Satellitenkommunikationen durchlaufen die Ionosphäre, bevor sie die Erde erreichen. Da wir zunehmend von weltraumgestützten Ressourcen abhängig werden, müssen wir alle Störungen in der Ionosphäre verstehen und modellieren.“

Das Akronym für die Mission – APEP – ist eine Anspielung auf die Schlangengottheit in der altägyptischen Mythologie, die ihren Feind, den Sonnengott Ra, verfolgt, ihn gelegentlich gefressen und eine Sonnenfinsternis verursacht haben soll.

Die drei Höhenforschungsraketen von APEP werden in 35-Minuten-Intervallen von der White Sands Missile Range in New Mexico aus gestartet, zentriert um den lokalen Höhepunkt der Sonnenfinsternis.

Die Sonden werden knapp außerhalb der „Pfad der Ringform“ fliegen – dem Bereich direkt im Schatten des Mondes, wo die morgige Sonnenfinsternis „Ring of Fire“ sichtbar sein wird.

Jede Rakete wird vier kleine wissenschaftliche Instrumente einsetzen, die die Veränderungen der Dichte, der Temperatur sowie der elektrischen und magnetischen Felder der Ionosphäre messen.

Der Vorteil der Verwendung von Höhenforschungsraketen besteht neben ihrer hohen Genauigkeit darin, dass sie auch Veränderungen in verschiedenen Höhen messen können, da die suborbitalen Rocker zunächst durch die Atmosphäre schießen und dann später wieder auf die Erde fallen.

Tatsächlich werden die APEP-Raketen auf ihrer Flugbahn Messwerte zwischen 45 und 200 Meilen über der Erdoberfläche messen.

Barjatya sagte: „Raketen sind die beste Möglichkeit, die vertikale Dimension im kleinstmöglichen räumlichen Maßstab zu betrachten.

„Sie können im richtigen Moment mit dem Start warten und tiefere Höhen erkunden, in denen Satelliten nicht fliegen können.“

Allerdings werden die Raketenmessungen von morgen auch durch eine Reihe bodengestützter Beobachtungen – darunter Aufzeichnungen der ionosphärischen Dichte, Windmessungen und Radarscans – und solche mit Höhenballons unterstützt.

Zusammen werden alle Daten in Ionosphärenmodelle eingespeist, die von Wissenschaftlern der Embry-Riddle Aeronautical University und der University of Colorado Boulder entwickelt werden.

Die morgigen Starts werden nicht die einzigen sein, bei denen die drei APEP-Raketen Daten sammeln.

Nach der Sonnenfinsternis an diesem Wochenende werden die Wissenschaftler die Raketen bergen, die am 8. April 2024 von der Wallops Flight Facility der NASA in Virginia aus wieder gestartet werden.

An diesem Tag wird es zu einer totalen Sonnenfinsternis in den USA kommen, von Texas im Süden bis nach Maine im Nordosten.

Die zweite Reihe von Starts werde weiter vom Sonnenfinsternispfad entfernt erfolgen als die Experimente an diesem Wochenende, heißt es in der Studie.

Dies bietet dem APEP-Team jedoch die Möglichkeit zu messen, wie weitreichend die Auswirkungen einer Sonnenfinsternis sind.

Nach dem Ereignis im April wird die nächste totale Sonnenfinsternis, die den Himmel über den USA ziert, erst in einem weiteren Jahrzehnt stattfinden. Die nächste ringförmige Sonnenfinsternis wird hingegen erst im Jahr 2046 stattfinden.

Barjatya witzelte: „Wir müssen Heu machen, solange die Sonne scheint – oder ich nehme an, für die Sonnenfinsternis-Wissenschaft, solange sie nicht scheint!“

„Aber im Ernst, dieser Datensatz wird die weitreichenden Auswirkungen offenbaren, die Finsternisse auf die Ionosphäre auf kleinsten räumlichen Skalen haben.“

Folgen Sie unseren Social-Media-Konten auf https://www.facebook.com/ExpressUSNews und @ExpressUSNews