A NASA legújabb légkörkutató műszere egy távközlési műholdon kapott helyet. Geostacionárius pályáról vizsgálhatja az ionoszférát és a semleges felsőlégkört.
Amint arról korábban beszámoltunk, január végén Kourouból Ariane–5 rakétával pályára állították a SES–14 távközlési műholdat. Ennek a fedélzetén helyezték el a NASA megbízásából készült GOLD (Global-Scale Observations of the Limb and Disk) műszert. A GOLD a Föld légkörének legfelső rétegeiről, az ionoszféráról és a termoszféráról a távoli ultraibolya tartományban gyűjt adatokat. A GOLD felbocsátása két újdonsággal is szolgált. Egyrészt ez volt az első alkalom, amikor a NASA műszere egy kereskedelmi műholdon kapott helyet. Másrészt a NASA kutatói most először tudják tanulmányozni órás időfelbontással a Föld légkörének legfelső rétegeit, vagyis a szó szoros értelmében a légkör és a világűr határát.
Az Ariane–5 rakéta 2018. január 25-i startja. (Kép: Arianespace)
A január 25-i startot követően 28-án rövid időre bekapcsolták a GOLD-ot, hogy meggyőződjenek működőképességéről. Jelenleg a műhold úton van végleges geostacionárius pozíciója (47,5° nyugati hosszúság) felé.
A University of Central Florida 37 kg tömegű GOLD műszere 51 × 55 × 69 cm nagyságú, a távoli ibolyántúli tartományban működő képalkotó spektrográf, amelyik a Föld teljes korongjáról készít ibolyántúli képeket, amilyennek bolygónk a geostacionárius pályáról látszik. A felvételek minden korábbi, hasonló célú vizsgálatban alkalmazottnál gyakrabban, 30 percenként készülnek. A felvételek alapján a kutatók meghatározzák a felsőlégkör hőmérsékletét és a különböző részecskék (elsősorban az atomos oxigén és a molekuláris nitrogén) gyakoriságát, feltérképezve ezen paraméterek változását a Föld nyugati félgömbje fölött. A helyzetet tovább bonyolítja, hogy a felsőlégkörben nemcsak az említett semleges részekék vannak jelen, hanem az ionoszférát alkotó töltött részecskék is. A semleges légkör és az ionoszféra között folytonos a kölcsönhatás, ennek vizsgálata, követése a GOLD két évesre tervezett küldetésének legfontosabb feladata.
Fantáziarajz a Föld körül keringő SES–14 műholdról, amelyen a GOLD műszert elhelyezték. (Kép: NASA Goddard's Conceptual Image Lab / Chris Meaney)
A kutatók a légkör vizsgált tartományában heves változásokra számítanak, mert a réteg a földfelszíni időjárás jelenségeire és a világűrből érkező hatásokra egyaránt reagál. Emiatt akár egy óra alatt drasztikus változások következhetnek be. A troposzféra heves jelenségei, például a hurrikánok és cunamik hullámokat keltenek, amelyek felfelé haladva elérik a felsőlégkört és megzavarják az ottani szélrendszereket. Az űrből viszont a napkitörések nyomán nagyenergiájú részecskék viharai érik el a határréteget, a részecskék hordozta elektromos és mágneses tér ugyancsak zavarokat okozhat bolygónk kozmikus környezetében. Az alulról és felülről érkező hatások kölcsönhatása megnehezíti az ionoszféra változásainak előrejelzését. A rétegben lejátszódó jelenségek vizsgálata azért fontos, mert az alacsony Föld körüli pályán keringő műholdak magában az ionoszférában mozognak. A navigációs műholdak jelei keresztülhaladnak az ionoszférán, ahol változásokat szenvedhetnek el. Hatással van az ionoszféra állapota a műholdakkal való kommunikációra is, a hirtelen változások miatt akár kimaradások is felléphetnek a rádiókapcsolatban. A GOLD vizsgálatai nyomán pontosabb modellek lesznek készíthetők, illetve pontosabban előrejelezhetővé válnak a különféle űridőjárási jelenségek.
A Föld légkörének legfontosabb rétegeit (troposzféra, sztratoszféra, mezoszféra, termoszféra, valamint az ábrán nem szereplő exoszféra) a hőmérsékleti profil, vagyis a légkör hőmérsékletének magasságfüggése alapján különítjük el. Fizikailag másképp (a töltött részecskék jelenléte alapján) definiáljuk az ionoszférát, így az egy tág magasságtartományban együtt létezik a semleges légkör hőmérsékleti alapon definiált rétegeivel. A légkör legalacsonyabb rétegei ballonokra és kutatórakétákra szerelt műszerekkel, a felsőbb rétegek műholdas mérésekkel vizsgálhatók. A NASA két legújabb légkörkutató űreszköze a most pályára állított GOLD műszer, illetve a várhatóan még idén alacsony Föld körüli pályára kerülő ICON műhold. (Kép: NASA, ICON és GOLD infografika)
A GOLD egyike volt annak a 42 javaslatnak, amelyeket a különböző kutatóintézetek 2011 szeptemberében nyújtottak be a NASA-hoz. A NASA 2013 áprilisában jelentette be, hogy a javaslatok közül a GOLD műszer, illetve az ICON műhold tervét kívánja megvalósítani, eredetileg 2017-re tervezett indításokkal. A GOLD-ra (mivel nem önálló műholdról, hanem más műholdra kerülő műszerről van szó) 55 millió dollár költségkeretet irányoztak elő. A műszer kétcsatornás, távoli UV tartományban dolgozó képalkotó spektrográfját a Coloradói Egyetem (Boulder) Légkör- és Űrfizikai Laboratóriumában építették.
Látványos NASA videó a GOLD küldetésről, az ionoszféráról és kutatásának jelentőségéről. (Forrás: NASA’s Goddard Space Flight Center / Joy Ng)
Kapcsolódó cikkek: Kapcsolódó linkek:
A SES-14 jól van
SES-14 és Al Yah-3
Két új amerikai légkörkutató űreszköz 2017-re
A NASA felsőlégkört kutató GOLD műszere a SES-14 műholdon (NASA EO)
NASA GOLD honlap
GOLD (University of Central Florida)
GOLD összefoglaló
Infografika az ICON és GOLD küldetésekről
Három osztrák intézet vesz részt űridőjárási kutatásokkal az ESA kozmikus veszélyek (SSA) programjában, de az osztrák űridőjárási program ennél jóval sokrétűbb.
