Миссия НАСА «Аэрономия льда в мезосфере» (AIM), показанная на этой визуализации, способствовала пониманию НАСА региона, который граничит между атмосферой Земли и космосом. Кредит: НАСА
После 16 лет изучения самых высоких облаков Земли на благо человечества — полярных мезосферных облаков — с орбиты на высоте около 350 миль над землей, миссия НАСА «Аэрономия льда в мезосфере» (AIM) подошла к концу.
Первоначально рассчитанная на два года миссия AIM неоднократно продлевалась из-за ее высокой научной отдачи. Хотя на протяжении многих лет AIM сталкивалась с препятствиями — от сбоев в программном обеспечении до проблем с оборудованием, — невероятно преданная своему делу команда поддерживала космический корабль в рабочем состоянии гораздо дольше, чем кто-либо мог ожидать.
13 марта 2023 года аккумулятор космического корабля вышел из строя после нескольких лет снижения производительности. Было предпринято несколько попыток сохранить питание космического корабля, но дальнейшие данные собрать не удалось, поэтому миссия завершилась.
«AIM был посвящен изучению атмосферной области, которая граничит между нашей атмосферой и космосом», — сказал ученый миссии AIM Диего Янчес из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд. «Помощь AIM в понимании этого региона имела решающее значение для понимания того, как нижние слои атмосферы влияют на космическую погоду».
Известные как светящиеся ночью или серебристые облака, их можно увидеть в сумерках в летние месяцы, обычно в высоких широтах вблизи Северного и Южного полюсов. Перед миссией ученые знали, что эти типы облаков различаются в зависимости от широты, времени года и солнечной активности, но не знали, почему. Эта миссия была запущена для понимания различий и изучения причин формирования облаков и их связи с изменением климата путем измерения термических, химических и других свойств среды, в которой формируются облака.
«Миссия НАСА AIM оказалась невероятно успешной», — сказал Скотт Бэйли, главный исследователь AIM и профессор Технологического института Вирджинии. «Он ответил на основные вопросы, которые помогли нам понять, как серебристые облака и атмосферные гравитационные волны меняются со временем и в месте».
За прошедшие годы AIM сделала много крупных открытий. Данные миссии на данный момент позволили подготовить почти 400 рецензируемых публикаций. Сюда входят данные о том, как эти облака могут быть созданы метеоритным дымом и водяным паром из выхлопных газов ракет, как события вблизи поверхности Земли могут вызывать изменения в облаках и как лед высоко в атмосфере может вызывать таинственные радиолокационные эхо, которые создаются в некоторых случаях. области атмосферы летом.
По ходу миссии ученые поняли, что данные AIM также можно использовать для изучения волн в воздухе, называемых атмосферными гравитационными волнами. Эти волны передают импульс и энергию, проходя через атмосферу. Они связывают погодные явления на поверхности Земли с атмосферными возмущениями, которые происходят далеко от первоначального события, в том числе в самой верхней части атмосферы, где они могут нарушать сигналы GPS.
«У нас было много трудностей, но мы все равно получили невероятное количество данных от AIM благодаря нашей действительно превосходной, героической и трудолюбивой команде, которая каждый раз справляется», — сказал Бэйли.
Первые препятствия у AIM начались всего через несколько месяцев после запуска в 2007 году, когда телекоммуникационный приемник начал периодически выходить из строя. Умело используя радиосигналы, команда смогла перепрограммировать космический корабль для связи с помощью азбуки Морзе, что позволило ему поддерживать связь даже после того, как приемник перестал работать.
Хотя связь с космическим кораблем стала в тысячи раз медленнее, чем планировалось, AIM все же смогла провести измерения и отправить домой 99% собранных данных.
Вскоре после этого космический корабль снова столкнулся с проблемой, угрожающей полету. Космический корабль неоднократно переходил в безопасный режим, который фактически отключал космический корабль и требовал выполнения трудоемкой серии задач для перезагрузки. Но опять же, инженерам удалось загрузить на космический корабль новое программное обеспечение, чтобы обойти проблему и сохранить работоспособность AIM. С тех пор новый патч программного обеспечения предотвратил более тысячи подобных инцидентов на космическом корабле.
В 2019 году заряд батареи AIM начал разряжаться, но благодаря огромным усилиям и изобретательности оперативная группа миссии поддерживала заряд батареи, позволяя космическому кораблю продолжать возвращать данные. В начале 2023 года производительность батареи значительно снизилась, что означало, что космический корабль не мог регулярно получать команды или собирать данные. К сожалению, эту аппаратную проблему невозможно было устранить удаленно, и в марте 2023 года спутник наконец прекратил сбор данных.
«Нам грустно видеть, что AIM подходит к концу своего существования, но удивительно, как долго она просуществовала», — сказал Бэйли. «Это дало нам больше данных и понимания серебристых облаков и атмосферных гравитационных волн, чем мы когда-либо могли надеяться».
Хотя космический корабль в последнюю ночь видел сияющие облака, ученые продолжат изучать данные AIM еще долгие годы. Что касается самого космического корабля, то он будет медленно терять орбитальную высоту и сгорит при входе в атмосферу в 2026 году.
«Есть еще гигабайты данных AIM для изучения», — сказала Кора Рэндалл, заместитель главного исследователя AIM и старший научный сотрудник Лаборатории физики атмосферы и космоса в Боулдере, штат Колорадо. «И поскольку наши модели и вычислительные возможности продолжают совершенствоваться, люди сделают еще много открытий, используя наборы данных AIM».
Информация от: Центром космических полетов имени Годдарда НАСА.
