Концепция этого художника изображает AWE, сканирующего атмосферу с борта Международной космической станции. AWE будет измерять изменения инфракрасного свечения воздуха, чтобы отслеживать атмосферные гравитационные волны, когда они движутся из нижних слоев атмосферы в космос. Фото: Лаборатория космической динамики Университета штата Юта.
Миссию НАСА «Эксперимент по атмосферным волнам», или AWE, планируется запустить на Международную космическую станцию в ноябре 2023 года, где она будет использовать естественное эфирное свечение в небе Земли для изучения волн в атмосфере нашей планеты.
Построенный Лабораторией космической динамики Университета штата Юта в Норт-Логан, штат Юта, AWE будет установлен снаружи космической станции. С этого места AWE будет смотреть вниз на Землю, отслеживая колебания воздуха, известные как атмосферные гравитационные волны (AGW).
Первоначально возникающие в нижних слоях атмосферы, АГВ могут быть вызваны сильными погодными явлениями, такими как торнадо, ураганы или даже грозы. Эти погодные явления могут на мгновение вытолкнуть карманы воздуха высокой плотности вверх в атмосферу, прежде чем воздух опустится обратно. Это покачивание вверх и вниз часто оставляет после себя характерную рябь на облаках.
Но AGW продолжают свой путь в космос, где они способствуют так называемой космической погоде — бурному обмену энергией в районе нашей планеты, который может нарушать сигналы спутников и связи. AWE будет измерять AGW в атмосферном слое, который начинается на высоте около 54 миль (87 километров), известном как мезопауза.
«Это первый случай, когда АГВ, особенно мелкомасштабные, будут измеряться во всем мире в мезопаузе, воротах в космос», — сказал Майкл Тейлор, профессор физики Университета штата Юта и главный исследователь миссии. «Что еще более важно, это первый раз, когда мы сможем количественно оценить влияние AGW на космическую погоду».
В мезопаузе, где AWE будет проводить свои измерения, АГВ проявляются в виде цветных полос света в нашей атмосфере, известных как свечение воздуха. AWE будет «видеть» эти волны, записывая изменения свечения воздуха в инфракрасном свете — диапазоне длин волн, слишком длинном для человеческого глаза. На этих высотах наша атмосфера опускается до самых низких температур — до -150° по Фаренгейту (-101° по Цельсию), а слабое свечение инфракрасного света становится самым ярким.
Наблюдая за тем, как инфракрасное свечение воздуха становится ярче и тусклее по мере прохождения через него волн, AWE позволит ученым вычислить размер, мощность и дисперсию AGW, как никогда раньше. Он также был разработан для наблюдения за меньшими AGW и обнаружения мелкомасштабной ряби свечения воздуха, которую предыдущие миссии не замечали.
«AWE сможет различать волны в более мелком горизонтальном масштабе, чем то, что спутники обычно могут видеть на этих высотах, и это отчасти делает миссию уникальной», — сказала Рут Либерман, научный сотрудник миссии AWE в Центре космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд. .
Со своей точки обзора на космической станции прибор AWE Advanced Mesogenic Temperature Mapper (AMTM) будет сканировать мезопаузу под ней. AMTM AWE состоит из четырех идентичных телескопов, которые вместе представляют собой радиометр с широким полем зрения, инструмент, измеряющий яркость света в определенных диапазонах длин волн.
Относительную яркость различных длин волн можно использовать для создания температурных карт, которые, в свою очередь, показывают, как AGW движутся в атмосфере. Это будет самое тщательное исследование AGW и их воздействия на верхние слои атмосферы, когда-либо проводившееся.
Когда полезная нагрузка направлялась на космическую станцию, AWE пришлось провести четыре важных проверки безопасности. Миссия была успешно сертифицирована в качестве полезной нагрузки станции во время последней проверки в июле 2023 года. Часть этой сертификации включала испытания «острой кромки» в перчатках астронавта для обеспечения безопасности во время установки и обслуживания AWE снаружи космической станции.
AWE — первая миссия НАСА, предпринявшая попытку такого рода научных исследований, чтобы понять, как взаимодействие земной и космической погоды может повлиять на спутниковую связь и слежение на орбите.
После установки AWE на Международной космической станции основное внимание команды будет уделяться обмену данными и результатами прибора с научным сообществом и общественностью.
Информация от: Центром космических полетов имени Годдарда НАСА.
