На этой карте показан путь полного солнечного затмения 2024 года. Темный путь через континент — это путь тотальности. Летая по этому пути, WB-57 в совокупности продлят время, которое они проводят. Авторы и права: НАСА/Студия научной визуализации/Михала Гаррисон; Расчеты затмения Эрни Райт, Центр космических полетов имени Годдарда НАСА
Полное солнечное затмение 8 апреля 2024 года откроет потрясающие виды на всю Северную Америку. Хотя любой, кто пройдет по пути затмения при ясном небе, увидит захватывающее событие, лучший вид может быть на высоте 50 000 футов на борту реактивных самолетов НАСА WB-57. Именно сюда трио финансируемых НАСА команд отправляют свои научные инструменты для измерения затмения.
Две команды будут получать изображения внешней атмосферы Солнца — короны, а третья — измерять ионосферу, верхний электрически заряженный слой атмосферы Земли. Эта информация поможет ученым лучше понять структуру и температуру короны, влияние Солнца на атмосферу Земли и даже поможет в поиске астероидов, которые могут вращаться вокруг Солнца.
Во время полного солнечного затмения Луна идеально закрывает яркий лик Солнца, погружая небольшую полосу Земли во тьму. Когда основной свет Солнца замаскирован, гораздо более тусклая солнечная корона становится видимой невооруженным глазом. Это дает ученым уникальную возможность изучить этот загадочный регион Солнца. Кратковременная блокировка солнечного света также позволяет ученым изучить, как солнечный свет влияет на атмосферу Земли.
В прошлом солнечные затмения привели к многочисленным научным открытиям. В связи с этим солнечным затмением НАСА финансирует несколько научных экспериментов, в том числе три с использованием WB-57, для проведения измерений во время затмения. WB-57 НАСА летают намного выше, чем коммерческие самолеты. Такая высота позволяет самолетам летать над облаками, а это означает отсутствие шансов пропустить затмение из-за плохой погоды.
Кроме того, из-за такой высоты струи располагаются над большей частью земной атмосферы, что позволяет камерам делать более четкие изображения и улавливать длины волн, например инфракрасный свет, которые не доходят до земли. Поскольку самолеты могут летать со скоростью 460 миль в час, они также могут продлить время пребывания в тени Луны. Хотя затмение продлится не более четырех с половиной минут в любой точке земли, самолеты увидят затмение, которое продлится примерно на 25% дольше, более 6 минут и 22 секунд.
«Продлевая продолжительность совокупности, мы увеличиваем продолжительность того, сколько данных мы можем получить», — сказала Шадиа Хаббал, исследователь из Гавайского университета, возглавляющая один из экспериментов по затмению WB-57.
В эксперименте Хаббала будут использоваться спектрометры, которые записывают определенные длины волн света и камеры. Приборы будут измерять температуру и химический состав короны и корональных выбросов массы, которые представляют собой крупные всплески солнечного материала. С помощью этих данных ученые стремятся лучше понять структуру короны и определить источник солнечного ветра — постоянного потока частиц, испускаемых Солнцем.
Хаббал надеется, что результаты их исследования помогут различать различные конкурирующие модели нагрева короны. «Этот свет — наш лучший зонд, если не считать введения термометра в корону», — сказал Хаббал.
Другая команда, возглавляемая Амиром Каспи из Юго-Западного исследовательского института в Боулдере, штат Колорадо, уже не впервые гоняется за затмениями на самолете. Каспи провел предыдущий новаторский эксперимент с WB-57 во время полного солнечного затмения 2017 года, которое пересекло Америку от моря до моря. Изображения, полученные из струи, были использованы для изучения структуры короны.
В тот раз самолеты впервые использовались для изучения затмения. На этот раз улучшенная установка камеры позволит проводить измерения в большем количестве длин волн — от инфракрасного до видимого света, что, как мы надеемся, позволит раскрыть новую информацию о структурах в средней и нижней части короны. Наблюдения, сделанные с помощью высокоскоростной камеры высокого разрешения, также могут помочь изучить пылевое кольцо, вращающееся вокруг Солнца, и помочь в поиске астероидов, которые могут вращаться вокруг Солнца.
«На некоторых длинах волн, которые мы будем изучать, данных о Солнце не так много», — сказал Каспи. «Мы не знаем, что обнаружим, поэтому проводить эти измерения очень интересно».
Третий эксперимент будет изучать влияние тени Луны на ионосферу с использованием инструмента под названием ионозонд, разработанного в JHU APL. Ионозонд функционирует как простой радар. Устройство посылает высокочастотные радиосигналы и отслеживает их эхо, отражающееся от ионосферы, что позволяет исследователям измерить, насколько заряжена ионосфера.
«Затмение, по сути, служит контролируемым экспериментом», — сказал Бхарат Кундури, руководитель проекта по ионосфере и доцент-исследователь Технологического института Вирджинии в Блэксбурге, штат Вирджиния. «Это дает нам возможность понять, как изменения солнечной радиации могут повлиять на ионосферу, что, в свою очередь, может повлиять на некоторые из этих технологий, таких как радар и GPS, от которых мы полагаемся в нашей повседневной жизни».
