Teleskop NASA di pesawat – SOFIA – menawarkan cara baru untuk mempelajari atmosfer Bumi

Awan noctilucent atau “malam yang cerah” terbentuk di mesosfer dari Stasiun Luar Angkasa Internasional seperti yang terlihat pada 29 Mei 2016. Awan ini terbentuk antara 47 dan 53 mil (76 hingga 85 kilometer) dari permukaan bumi, dekat batas mesosfer dan termosfer. , sebuah wilayah yang dikenal sebagai Mesopause. SOFIA sedang melakukan pengukuran akurat oksigen atom di wilayah ini, mengkonsolidasikan beberapa ilmu dasar tentang bagaimana energi matahari dipertukarkan antara permukaan dan ruang angkasa. Kredit: ESA / NASA / Tim Peake

Observatorium Astronomi Inframerah Stratosfer, proyek bersama NASA dan Pusat Dirgantara Jerman, DLR, telah banyak digunakan untuk melihat banyak objek di alam semesta, dari lubang hitam hingga galaksi dan bahkan hingga ke Bulan.

Satu dekade yang lalu, peneliti Jerman Heinz Hübers memimpin tim untuk meningkatkannya SOFIAInstrumen inframerah – Frekuensi Terahertz Penerima Astronomi Jerman atau GREAT – dengan teknologi laser baru. Dia menyadari bahwa renovasi akan membantu mempelajari kosmos yang jauh, yang dapat digunakan lebih dekat ke rumah.

“SOFIA melihat atmosfer atas Bumi saat mengamati alam semesta di luarnya, dan saya pikir akan menarik untuk mengumpulkan data dari alat BIG yang suatu hari nanti dapat bermanfaat bagi studi atmosfer kita,” kata Hübers, direktur Institut Optik DLR. Profesor Sistem Sensor dan Universitas Humboldt di Berlin. “Tentu saja, ini bukan apa yang Anda pikirkan untuk menggunakan alat SOFIA, tetapi saya menyimpan ide itu sampai saya memiliki kesempatan untuk mencobanya.”

NASA SOFIA 747

Keamanan pesawat Armstrong F / A-18 dan pelecehan foto untuk SOFIA 747 NASA. Kredit: NASA / Jim Ross

Sekarang, Hübers telah membuktikan bahwa itu bisa dilakukan. Dia baru-baru ini menerbitkan sebuah artikel dengan BIG DATA, yang pertama kali mengukur oksigen secara langsung di salah satu dari sedikit wilayah atmosfer atas bumi, mesosfer, dan termosfer bawah.

Hasil Teori SOFIA, pengukuran langsung dan tidak langsung sepenuhnya mengkonfirmasi apa yang diprediksi tentang konsentrasi oksigen di wilayah atmosfer ini. Ini memperkuat beberapa ilmu dasar tentang bagaimana energi matahari dipertukarkan antara permukaan dan ruang angkasa. Hasilnya dipublikasikan di Komunikasi Alam Bumi dan Lingkungan.

SOFIA melihat bentuk tertentu dari oksigen tidak terikat, yang dikenal sebagai oksigen atom, yang dibedakan dari O . yang memberi kehidupan2 Itu ditemukan di permukaan. Oksigen atom memainkan peran penting dalam mendinginkan atmosfer bagian atas, sehingga digunakan untuk menghitung suhu di wilayah ini. Model iklim memprediksi bahwa peningkatan gas rumah kaca akan menyebabkan suhu atmosfer yang lebih rendah meningkat, tetapi suhu di mesosfer akan turun. Pemantauan suhu mesosfer yang lebih akurat dapat membantu para peneliti lebih memahami hubungan antara atmosfer bawah dan atas. Pengukuran SOFIA langsung meningkatkan perkiraan suhu ini.

SOFIA Aurora Glow Green Selandia Baru

Foto diambil dari jendela SOFIA dalam penerbangan dari Selandia Baru. Aurora bersinar hijau di atmosfer bumi, di wilayah yang disebut termosfer. Bima Sakti (kiri) dan Mars (kanan) bersinar terang di atasnya. Kredit: Ian Griffin

Mulai sekitar 30 mil, sulit untuk mempelajari mesosfer dan termosfer. Teleskop berbasis bumi mengganggu distorsi uap air di atmosfer yang lebih rendah. Satelit terbang tinggi bergantung pada zat lain untuk menyimpulkan tingkat oksigen, tetapi tidak dapat melakukan pengukuran yang akurat. Instrumen yang terbang dengan roket serta Pesawat Ulang-alik di tahun 90-an memberikan gambaran singkat tentang wilayah ini.

SOFIA, terbang di ketinggian sekitar 40.000 kaki (7 mil) menggunakan Boeing 747SP, naik di atas 99,9% uap air di atmosfer dan cukup tua untuk membawa instrumen inframerah yang dibutuhkan untuk mengukur oksigen secara langsung.

Lebih dari “kebisingan”

Ada satu set data atmosfer dari Bumi untuk banyak musim dan lokasi di arsip data mentah SOFIA. Namun, para astronom, yang tertarik pada bintang, selalu memperlakukan data atmosfer sebagai “kebisingan” latar belakang dan menyaringnya dari data pencarian di langit. Meskipun Hübers melihat bahwa data atmosfer itu sendiri bisa berharga, butuh beberapa tahun untuk mengembangkan alat dan proses yang tepat untuk kalibrasi dan analisis.

“Menciptakan alat yang diperlukan untuk mempelajari oksigen atom di atmosfer bumi masuk akal untuk sinyal pra-Bumi Bumi dan sinyal kuat Bumi.” “Meskipun data atmosfer sebenarnya adalah produk sampingan dari pengamatan astronomi kami, kami sangat senang melihat bahwa SOFIA dapat membantu kami lebih memahami planet asal kami.”

Ini mungkin pekerjaan yang berharga. Hasil khusus ini berasal dari data yang dikumpulkan pada penerbangan sains SOFIA 2015 dari Palmdale, California. Saat pesawat terbang dari pantai ke Kanada, ia mengarahkan teleskopnya ke Nebula Medusa yang berbentuk bola dunia, berjarak 5.000 tahun cahaya, dalam proses pengumpulan data dari atmosfer bumi.

Lebih banyak wawasan tentang atmosfer bumi akan datang. Pengukuran yang dilakukan oleh SOFIA dari Selandia Baru, bulan-bulan musim dingin di belahan bumi selatan dan penerbangan baru-baru ini dari Cologne (Jerman) akan memberikan wawasan tentang bagaimana wilayah atmosfer ini berubah menurut musim dan lokasi.

Referensi: Heiko Richter, Christof Buchbender, Rolf Güsten, Ronan Higgins, Bernd Klein, Jürgen Stutzki, Helmut Wiesemeyer dan Heinz-Wilhelm Hübers, 26 Januari 2021 Komunikasi Alam Bumi dan Lingkungan.
DOI: 10.1038 / s43247-020-00084-5

SOFIA adalah proyek bersama NASA dan Pusat Dirgantara Jerman. Ames Research Center NASA di Silicon Valley, California, mengelola program SOFIA, ilmu pengetahuan, dan operasi misi bekerja sama dengan University Research Association, yang berkantor pusat di German SOFIA Institute di Columbia, Maryland, dan University of Stuttgart. Pesawat memelihara dan menggunakan gedung NASA’s Armstrong Flight Research Center 703 di Palmdale, California.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Menyelidiki lebih dalam tentang asal usul sinar kosmik dengan gerakan Brown geometris

Representasi skema sinar kosmik yang merambat melalui awan magnetik. Kredit: Salvatore Buonocore Model simulasi menyediakan langkah pertama dalam mengembangkan algoritma untuk meningkatkan metode deteksi. Sinar...

Penyerapan elektron terpisah yang ditangkap dalam film

Film menangkap gambar penangkapan elektron terpisah. Kredit: Javier Marmolejo Para peneliti di Universitas Gothenburg telah mengamati penyerapan satu elektron oleh tetesan melayang dengan amplitudo...

Perlindungan probiotik? Bakteri Usus Ditemukan Melindungi Usus Terhadap Virus COVID-19

Para peneliti dari Universitas Yonsei di Korea Selatan telah menemukan bahwa bakteri tertentu yang hidup di usus manusia mengeluarkan obat yang menghambat SARS-CoV-2. ...

Menggali sejarah populasi Neanderthal menggunakan DNA nuklir purba dari sedimen gua

Galeri patung gua di Spanyol utara. Penulis: Javier Trueba - film sains Madrid DNA mitokondria manusia purba telah diekstraksi dari deposit gua, tetapi nilainya...

Sakelar Semikonduktor Berpanduan Laser untuk Komunikasi Generasi Selanjutnya

Insinyur Laboratorium Nasional Lawrence Livermore telah menemukan jenis baru sakelar semikonduktor yang digerakkan oleh laser yang secara teoritis dapat mencapai kecepatan lebih tinggi pada...

Newsletter

Subscribe to stay updated.