Новый эксперимент NASA на МКС: как инфракрасный прибор AWE будет отмечать гравитационные волны в верхней атмосфере Земли

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com
| Рассуждения | Оффтопик

Вы когда-нибудь видели в ночном небе разноцветные полосы света, которые напоминают радугу? Это не фантастика или признак пришельцев, а реальное явление, которое называется свечением атмосферы (airglow). Оно происходит из-за того, что солнечные лучи и космические частицы сталкиваются с молекулами и атомами воздуха, заставляя их светиться. Но свечение атмосферы не только красиво, но и полезно для науки. Оно может служить как маяк для обнаружения атмосферных волн, которые скрываются за этими полосами.

Атмосферные волны — это колебания воздуха, которые поднимаются от земной поверхности к космосу. Они могут быть вызваны разными причинами, например, бурями, ветрами, землетрясениями или солнечным излучением. Атмосферные волны несут с собой энергию и импульс, которые могут изменять температуру, давление и плотность воздуха на разных высотах. Это в свою очередь может влиять на космическую погоду, то есть на состояние околоземного пространства, которое зависит от активности Солнца. Космическая погодя может создавать проблемы для спутников, радиосвязи, навигации и даже здоровья людей.

Поэтому очень важно изучать атмосферные волны и их эффекты на космическую погоду. Но как это сделать? Ведь атмосферные волны очень слабые и быстро меняющиеся, поэтому их трудно заметить и измерить. Для этого нужен специальный прибор, который может видеть то, что скрыто от глаз.

Автор: SDL/Allison Bills Источник: phys.org

Такой прибор — это эксперимент по изучению атмосферных волн (AWE), который создан NASA для того, чтобы характеризовать гравитационные волны в верхней атмосфере Земли. Гравитационные волны — это один из видов атмосферных волн, которые образуются под действием силы тяжести. Они могут достигать очень больших высот и даже выходить за пределы атмосферы.

AWE — это инфракрасный прибор, который будет установлен на Международной космической станции (МКС) в ноябре 2023 года. Он будет использовать свечение атмосферы как фон для обнаружения гравитационных волн. AWE будет определять параметры гравитационных волн, такие как амплитуда, длина, период, скорость и направление. AWE будет также анализировать, как гравитационные волны взаимодействуют с космической погодой, например, с полярными сияниями, ионосферными возмущениями и термосферным нагреванием.

AWE уже прошел все необходимые испытания в космической среде, которые были проведены в лаборатории динамики космоса (SDL) при Университете штата Юта. Эти испытания проверили:

  • Электромагнитную совместимость AWE с другим оборудованием на МКС, чтобы исключить возможность помех или сбоев.
  • Устойчивость AWE к различным источникам шума высокого уровня, которые могут исходить от МКС или ракеты-носителя.
  • Прочность и надежность AWE, а также его защиту от электростатического разряда и напряженных импульсов.
  • Вибрационную и термическую стойкость AWE, а также его работоспособность в условиях вакуума и низкого давления.
  • Калибровку AWE в вакуумной камере, которая имитировала условия на орбите.

AWE — это уникальный проект, который объединяет усилия NASA, SDL и МКС. Он откроет новые горизонты в изучении атмосферных волн и их роли в формировании космической погоды. Это может помочь более точно прогнозировать воздействие атмосферных волн и космической погоды на коммуникации и другие приложения, а также планировать контингентные сценарии для миссий и операторов спутников.

Что такое свечение атмосферы и как оно связано с атмосферными волнами?

Свечение атмосферы — это явление, когда молекулы и атомы воздуха светятся из-за столкновения с солнечными лучами или космическими частицами. Свечение атмосферы может служить как фон для обнаружения атмосферных волн, так как они вызывают пертурбации в распределении температуры, давления и плотности воздуха, которые в свою очередь влияют на интенсивность и спектр свечения.

Какой тип атмосферных волн будет изучать эксперимент AWE и почему он важен?

Эксперимент AWE будет изучать гравитационные волны, которые образуются под действием силы тяжести. Гравитационные волны могут достигать очень больших высот и даже выходить за пределы атмосферы. Они важны, потому что они переносят энергию и импульс между разными слоями атмосферы, а также взаимодействуют с космической погодой, которая может создавать проблемы для спутников и людей.

Какой прибор будет использовать AWE для детектирования гравитационных волн и как он будет работать?

AWE будет использовать инфракрасный прибор, который будет установлен на МКС. Он будет наблюдать за свечением атмосферы и определять параметры гравитационных волн, такие как амплитуда, длина, период, скорость и направление. Он будет также анализировать, как гравитационные волны взаимодействуют с космической погодой, например, с полярными сияниями, ионосферными возмущениями и термосферным нагреванием.