Waarom we raketten het Noorderlicht in schieten

De aankomende twee weken zal het Noorderlicht niet het enige zijn dat de Alaskaanse nacht zal doen oplichten. NASA zal vijf sondeerraketten lanceren vanaf de Poker Flat Research Range, waarvan er een bedoeld is om te meten hoe het poollicht, of geomagnetische stormen, satellieten laat afdrijven van hun baan.

Hoewel er nu al decennia lang sondeerraketten het poollicht in worden geschoten, is de ​Auroral Spatial Structures Probe (ASSP) missie uniek omdat deze zal proberen om de structuur van de magnetische en elektrische velden binnen het Noorderlicht in kaart te brengen, een fenomeen waar we momenteel nog maar weinig over weten.

Tijdens momenten van een verhoogde geomagnetische activiteit warmt het poollicht de bovenste atmosfeer van de aarde op – het resultaat van elektrische stromen die het magnetische veld van de aarde ontmoeten – als een soort enorme hemelse broodrooster. Dit proces, genaamd Joule Heating, zorgt ervoor dat de aardse thermosfeer uitzet en deze expansie zorgt er weer voor dat satellieten worden weggedrukt.

De ASSP zal proberen om de elektrische en magnetische velden in het poollicht te meten. Met deze data hopen wetenschappers te kunnen voorspellen waar en wanneer de bovenste atmosfeer van de aarde zal opwarmen en uitzetten als resultaat van versterkte geomagnetische activiteit.

Charles M. Swenson is een professor elektronische en computer bouwkunde aan het Space Dynamics Laboratory van de Utah State University en de hoofdonderzoeker van de ASSP. Hij vergeleek eerdere pogingen om dergelijke activiteit te meten met het meten van de hoogte van golven op een meer.

"Als met dezelfde snelheid als een van de golven reist, en je meet de piek of dal dan zou het nooit veranderen. Je krijgt een constant signaal," legde Swenson uit in een interview. "Maar als je in tegengestelde richting meet, als je tegen de golf in gaat, dan zou je pieken en dalen heel, heel, heel snel zien verschijnen.

De uitdaging voor Swenson en zijn team lag in het uitzoeken of de structuur van het elektrische en magnetische veld van het poollicht relatief constant zijn of juist met hoge snelheid veranderen – iets wat eerder met een enkele sonde lastig te bewijzen viel. Daarom is de lading van de ASSP eigenlijk zeven ladingen in één, er is een hoofdlading, en zes sub-ladingen, die los zullen laten en samen in een formatie door de lucht zullen vliegen. De oplossing van Swenson en zijn team is om vijf sondes achter elkaar hetzelfde pad te laten vliegen, met twee extra sondes als compensatie aan beide kanten. Omdat elke sub-lading GPS heeft, kunnen ze de veranderingen van het magnetisch en elektrisch veld door tijd en ruimte volgen.

Het doel is om nauwkeurig te kunnen voorspellen wanneer deze veranderingen tijdens geomagnetische stormen optreden. Volgens Swenson in een persverklaring: "deze uitzettende gassen kunnen de weerstand die satellieten (die op 1050 km hoogte) ervaren met 1,000 procent veranderen, wat hun baan compleet verandert." Als je een bedrijf bent dat altijd moet weten wanneer en waar een satelliet zich bevindt – voor bijvoorbeeld surveillance- of communicatiedoeleinden – dan is de mogelijkheid om de afzwaai in model te brengen en te kunnen compenseren heel handig.

Swenson zegt dat de sondeerraket al op het lanceringsplatform klaar staat en dat deze misschien vannacht al gelanceerd zou kunnen worden als de omstandigheden juist zijn. Zo niet, zal het team het drie weken lang elke dag een poging wagen, totdat de omstandigheden perfect zijn voor de lancering. Dat houdt in; een nacht zonder wolken en een periode van geomagnetische activiteit voor het perfecte poollicht.

"Anders zit ik hier maar elke avond te wachten," zei Swenson met een lach, "en te kijken naar het prachtige Noorderlicht."

Je kan hier trouwens binnenkort stage komen lopen. Mail alejandro.tauber[@]vice.com voor meer info.