Para saintis telah lama mengetahui bahawa atmosfer Bumi kehilangan beberapa ratus tan oksigen setiap hari. Mereka memahami bagaimana kehilangan oksigen ini berlaku di sisi malam Bumi, tetapi mereka tidak pasti bagaimana ia berlaku pada waktu siang. Mereka tahu satu perkara; mereka berlaku semasa aurora.
Menurut siaran akhbar dari Observatorium Bumi NASA, tidak ada dua kejadian aliran keluar oksigen yang sama persis, yang menjadikan pemahaman mereka sebagai satu cabaran. Mereka menyebut peristiwa itu "pancutan gas" yang melarikan diri dari Bumi semasa aktiviti auroral, dan Observatorium Bumi mempunyai misi yang didedikasikan untuk memahaminya.
Misi ini adalah sebahagian daripada program Observatorium Bumi NASA yang disebut VISIONS-2 (Visualising Ion Outflow via Neutral Atom Sensing-2), dan memerlukan syarat-syarat tertentu. Ia terletak di Ny Alesund, Svalbard, Norway dengan alasan yang baik. Ini adalah penempatan orang awam paling utara sepanjang tahun di dunia. Ia mempunyai pelabuhan bebas ais sepanjang tahun, dan kemudahan pelancaran roket moden. Tidak ada cahaya matahari di malam musim sejuk di sini untuk mengganggu mempelajari aurora.
Tetapi ada sesuatu yang lain yang menjadikannya tempat yang sempurna untuk misi VISIONS-2. Setiap pagi, Ny Alesund melewati titik lemah dalam gelembung magnet Bumi. Titik lemah adalah seperti corong yang menyalurkan angin suria yang kuat ke atmosfera atas kita. Itu menyebabkan paparan auroral, dan menyalurkan gas atmosfer kita ke dalam ruang kosong di pancuran auroral.
Baru-baru ini, penyelidik dengan VISIONS-2 melancarkan dua roket berbunyi untuk menyiasat kehilangan oksigen semasa aura. Roket berbunyi adalah roket kecil yang disasarkan yang dapat dilancarkan dengan cepat. Dalam kes ini, kedua roket itu dilengkapi dengan kamera dan instrumen lain, dan disiapkan untuk dilancarkan.
Pasukan pelancaran harus bersabar. Tetapi tentu saja, mereka mempunyai teknologi di pihak mereka. Mereka tidak perlu menunggu sehingga mereka melihat aurora, mereka mendapat pemberitahuan awal mengenai aurora berkat satelit DSCOVR (Deep Space Climate Observatory).
DSCOVR adalah balai cerap angin solar NOAA. Ia berada di titik LaGrange antara Bumi dan Matahari dan memberitahu pasukan VISIONS-2 ketika angin suria cukup kuat dan berorientasikan cara yang tepat untuk menyebabkan aura. Paling baik, pasukan mendapat amaran sekitar satu jam.
Walaupun dengan amaran lanjutan, pasukan ini berhati-hati. Sekiranya angin suria ternyata terlalu lemah, maka mereka akan membuang masa pelancarannya. Sekiranya keadaan angin darat di atmosfer Bumi terlalu kuat, itu juga menjadi masalah. Roket tidak dipandu, jadi mereka harus berorientasi sebelum dilancarkan untuk mengambil kira angin. Nasib baik, pasukan mempunyai alat lain yang ada, belon cuaca dilancarkan setiap 30 minit, jika diperlukan, untuk menguji angin.
"Kami mempunyai pengalaman yang luar biasa dalam membangun muatan yang sangat kompleks dan mampu ini ..." - Doug Rowland, penyiasat utama, Pusat Penerbangan Angkasa Goddard NASA.
Roket tersebut dipentaskan di Ny-Ålesund, Svalbard (Norway), dan para penyelidik menunggu aurora sebelum melancarkan pasangan itu. Pada 7 Disember 2018, para penyelidik melancarkan dua roket semasa berada di aurora. Foto di bawah adalah pendedahan roket yang panjang, yang menangkap kedua-dua pelancaran itu walaupun ia berlaku beberapa minit.
Misi ini menggunakan sepasang roket sehingga mereka dapat menggunakan gabungan instrumen yang berbeza di masing-masing. Beberapa instrumen memerlukan platform berputar dan beberapa tidak. Sepasang roket yang dilancarkan dengan beberapa minit di antara mereka juga membolehkan instrumen yang serupa mengambil bacaan dari masa ke masa. Gambar di atas menunjukkan pencucuhan tahap pertama dan letupan kedua roket, kerana mereka dihantar dalam misi mereka untuk mengkaji kehilangan oksigen di atmosfer Bumi.
"Kami mempunyai pengalaman yang luar biasa dalam membangun muatan yang sangat kompleks dan mampu ini, mengintegrasikan dan mengujinya di Wallops, kemudian membawanya ke lapangan," kata Doug Rowland, penyiasat utama misi tersebut dan seorang ahli fizik ruang angkasa di Pusat Penerbangan Angkasa Goddard NASA. "Pelancarannya adalah momen yang sangat emosional, lebih-lebih lagi ketika kita melihat bahawa semua instrumen telah menunjukkan prestasi yang baik dan keadaan sainsnya baik."
Selepas pelancaran, ada sepuluh minit untuk roket itu melakukan kerja di atmosfera air pancut. Kamera pengimejan atom neutral membina gambar air pancut dari dalam dan luar. Kamera auroral mendokumentasikan aurora itu sendiri, suhu, intensiti, dan ketinggiannya. Sekiranya semuanya berjalan lancar, pasukan penyelidik dihargai dengan 'tembok sains.'
Pelancaran 7 Disember nampaknya berjaya. Tinjauan awal data menunjukkan bahawa instrumen berfungsi dengan baik dan mengembalikan data yang dimaksudkan. "Saya percaya kita melihat 'air mancur atmosfera," kata Rowland. Data masih perlu dianalisis dan diskalakan, "tetapi kami mungkin memiliki bukti dari berbagai perspektif."
Bumi, jelas, adalah planet yang aktif, hidup dan aktif. Ada banyak yang berlaku di sini. Projek VISIONS-2 direka bukan sahaja untuk membantu kita memahami planet kita sendiri dengan lebih baik, tetapi planet lain juga. Planet mana yang boleh dihuni? Mengapa ada yang sepi? Bagaimana planet seperti Marikh, yang dulunya mempunyai atmosfer, kehilangannya?
Suasana bumi tidak akan hilang dalam masa terdekat. Tidak sampai matahari menjadi gergasi merah dalam kira-kira 5 bilion tahun, bagaimanapun. Pada waktu yang jauh, Matahari yang mengembang akan mendidihkan suasana kita seperti tidak ada apa-apa. Kemudian kita selesai.
Jumlah oksigen (dan hidrogen) yang hilang dari atmosfer Bumi semasa aurora ini sangat kecil. Beberapa ratus tan setiap hari mungkin terdengar banyak, tetapi tidak. Walau apa pun, fotosintesis membantu mengembalikan oksigen. Ini masih merupakan teka-teki penting untuk memahami bagaimana keadaan berfungsi, dan apa perinciannya dalam hubungan antara Bumi dan bintangnya.
- Siaran Akhbar: Menuju Pemetaan Atmosfer Escape dari Bumi
- Nota Balai Cerap Bumi dari Lapangan: Menyergap Aurora
- DSCOVR: Balai Cerap Iklim Angkasa Dalam
- Cornell University Ask and Astronomer: Berapa banyak meteorit yang melanda Bumi setiap tahun?
