Pada tahun 2012, balai cerap yang dilancarkan belon yang dikenali sebagai Super Trans-Iron Galactic Element Recorder (SuperTIGER) pergi ke langit untuk melakukan pemerhatian ketinggian Galactic Cosmic Rays (GCR). Mengikuti tradisi pendahulunya (TIGER), SuperTiger mencipta rekod baru setelah menyelesaikan penerbangan selama 55 hari ke Antartika - yang berlaku antara Disember 2012 dan Januari 2013.
Pada 16 Disember 2019, setelah beberapa kali percubaan dilancarkan, balai cerap itu kembali ke udara dan melewati Antartika dua kali dalam masa tiga setengah minggu. Seperti pendahulunya, SuperTIGER adalah usaha kolaborasi yang dirancang untuk mengkaji sinar kosmik - proton bertenaga tinggi dan inti atom - yang berasal dari luar Sistem Suria kita dan bergerak melalui angkasa pada jarak dekat dengan kelajuan cahaya.
Program SuperTIGER adalah usaha kolaborasi antara Washington University di St. Louis, University of Minnesota, dan Goddard Space Flight Center (GSFC) dan Makmal Jet Propulsion NASA di California Institute of Technology (Caltech). Instrumen kelahiran ballon ini dirancang untuk mengkaji jenis sinar kosmik yang jarang terdiri daripada inti atom unsur berat.
Objektif utamanya adalah untuk mengetahui di mana dan bagaimana sinar ini dapat mencapai kecepatan yang hanya dengan kecepatan cahaya, dan juga menguji model yang muncul di mana sinar kosmik dianggap berasal dari kelompok longgar yang berisi bintang-bintang muda dan besar. Seperti yang dijelaskan oleh Brian Rauch - penolong profesor di Washington University dan penyelidik utama untuk SuperTIGER, kunci kejayaan adalah masa:
"Kepentingan pemerhatian kami meningkat seiring dengan jumlah peristiwa yang kami amati secara linear dengan waktu, jadi kami hanya ingin melakukan penerbangan selama mungkin untuk memaksimumkan statistik data yang dikumpulkan. Data sehari adalah peningkatan kecil, dan kami hanya perlu meletakkan kepala dan terus menggerogoti. "
Untuk merakam, sinar kosmik adalah zarah bertenaga yang berasal dari Matahari kita, dari bintang lain di galaksi, dan dari galaksi lain sama sekali. Jenis yang paling biasa, merangkumi kira-kira 90% daripada semua sinar yang dikesan oleh saintis, terdiri daripada proton atau inti hidrogen sementara inti helium dan elektron berada pada kedudukan kedua dan ketiga (masing-masing masing-masing berjumlah 8% dan 1%).
Selebihnya 1% terdiri daripada inti unsur-unsur yang lebih berat seperti besi, yang mengalami penurunan kesamaan bergantung pada seberapa tinggi jisimnya. Dengan SuperTIGER, pasukan penyelidik mencari jenis yang paling jarang, nukleus sinar kosmik "ultra-berat" yang lebih berat daripada besi - dari kobalt hingga barium. Unsur-unsur ini terbentuk di teras bintang-bintang besar, yang kemudian tersebar ke angkasa ketika bintang-bintang menuju supernova.
Letupan juga menghasilkan pecahan neutron yang pendek tetapi kuat yang dapat bergabung dengan inti besi, merosot menjadi proton, dan membuat unsur-unsur yang lebih berat. Gelombang kejutan yang dihasilkan oleh letupan juga menjebak dan mempercepat zarah-zarah ini sehingga menjadi sinar kosmik tenaga tinggi yang bergerak pantas. Seperti yang dijelaskan oleh John Mitchell, penyelidik utama misi di Pusat Penerbangan Angkasa Goddard NASA:
"Elemen berat, seperti emas di perhiasan anda, dihasilkan melalui proses khas di bintang, dan SuperTIGER bertujuan untuk membantu kami memahami bagaimana dan di mana ini berlaku. Kita semua stardust, tetapi mencari tahu di mana dan bagaimana stardust ini dibuat membantu kita lebih memahami galaksi kita dan tempat kita di dalamnya. "
Ketika sinar ini menyerang atmosfer Bumi, mereka meletup dan menghasilkan pancuran zarah sekunder, beberapa di antaranya mencapai pengesan di tanah. Selama bertahun-tahun, saintis menggunakan pengesanan ini untuk menyimpulkan sifat sinar kosmik yang asli. Mereka juga menghasilkan kesan latar belakang yang mengganggu, sebab itulah instrumen udara lebih berkesan dalam mempelajarinya.
Dengan terbang ke ketinggian 40,000 meter (130,000 kaki) di atas permukaan laut, SuperTIGER dan balon ilmiah yang serupa dapat mengapung di atas 99.5% atmosfera. Selepas beberapa kelewatan yang berkaitan dengan cuaca, penerbangan SuperTIGER-2 bermula pada 16 Disember 2019 pada waktu awal pagi, yang diikuti oleh belon yang menyelesaikan revolusi penuh pertama Antartika pada 31 Disember.
Di samping itu, pasukan misi terpaksa menghadapi beberapa gangguan teknikal, yang merangkumi masalah dengan bekalan kuasa dan kegagalan komputer yang menghilangkan salah satu modul pengesan pada awal penerbangan. Walaupun begitu, pasukan ini membawa balon ke udara dalam apa yang disebut oleh Pejabat Program Balon NASA sebagai "pelancaran sempurna gambar." Seperti yang dinyatakan oleh Rauch dalam siaran akhbar Universiti sebelum pelancaran:
"Selepas tiga musim Antartika - dengan 19 percubaan pelancaran, dua pelancaran dan satu pemulihan muatan dari lapangan crevasse - sangat menyenangkan apabila SuperTIGER-2 akhirnya mencapai ketinggian apungan dan mula mengumpulkan data saintifik. Musim ketiga adalah daya tarikan! "
Seperti yang dinyatakan, penerbangan SuperTIGER-1 (2012-13) memecahkan rekod belon saintifik dengan tetap bertahan selama 55 hari. Misi ini tidak akan berusaha untuk mencabar rekod tersebut dan kerana masalah teknikal yang dialami oleh pasukan, mereka menjangkakan bahawa SuperTIGER-2 akan mengumpulkan sekitar 40% statistik yang dicapai dengan penerbangan pertama.
Dengan revolusi keduanya di seluruh benua sekarang selesai, pasukan kini menunggu cuaca untuk menentukan kapan misi itu akan berakhir. "Cara angin stratosfer beredar musim ini, penerbangan kami akan dihentikan ketika balon tiba di lokasi yang sesuai pada akhir revolusi kedua kami di seluruh benua, ”kata Rauch.
Seperti semua misteri kosmik, kunci sebenar untuk menyelesaikannya adalah kesabaran lama!
