Keď sa na obežnej dráhe sleduje vesmírne počasie, pozornosť sa často upiera na Slnko. Misia NASA AWE však ukázala, že dôležitú úlohu zohráva aj samotná Zem. Po viac než plánovaných dvoch rokoch pozorovaní NASA 21. mája vypnula prístroj Atmospheric Waves Experiment na vonkajšej strane Medzinárodnej vesmírnej stanice a ukončila tak zber dát v úspešne splnenej misii.
Snímka zobrazuje: NASA’s AWE Completes Mission to Study Earth’s Effect on Space Weather.
AWE bolo na stanici od novembra 2023. Jeho úlohou bolo sledovať atmosférické gravitačné vlny, teda veľké zvlnenia v atmosfére, ktoré vznikajú napríklad pri prúdení silného vetra ponad hory alebo pri prudkých poveternostných javoch, ako sú tornáda, búrky a hurikány. Prístroj ich nepozoroval priamo ako vlny v mori, ale cez farebné pásy žiary v zemskej atmosfére, takzvaný airglow.
NASA uvádza, že AWE skúmalo, ako sa tieto vlny šíria smerom nahor až do priestoru a ako prispievajú k vesmírnemu počasiu, ktoré môže narúšať satelity aj navigačné a komunikačné signály. Podľa Joea Westlaka, riaditeľa NASA’s Heliophysics Division, misia ukázala, že atmosféra nie je len hranicou pod nami, ale „živým, dýchajúcim oceánom na oblohe“. Z dát AWE vyplynulo aj to, že niektoré z vĺn s najväčším vplyvom na hornú atmosféru majú malé horizontálne vlnové dĺžky, približne 30 až 300 kilometrov.
Počas 30 mesiacov na stanici prístroj zachytil štyri infračervené snímky za sekundu a nazbieral viac než 80 miliónov nočných záberov. Pozoroval aj vlny spojené s výraznými meteorologickými udalosťami, napríklad s tornádovou epizódou v centrálnej časti USA v máji 2024 či s hurikánom Helene pri pobreží Floridy v septembri 2024. Vedúci výskumník misie Ludger Scherliess z Utah State University uviedol, že tieto udalosti poskytli jasný príklad toho, ako intenzívne búrkové systémy dokážu vyvolať merateľnú odozvu vo vyšších vrstvách atmosféry.
NASA zároveň zdôrazňuje, že údaje z AWE budú ďalej verejne dostupné pre odborníkov aj občianskych vedcov. Časť dát je už prístupná aj v podobe interaktívnych vizualizácií na stránke Utah State University. V najbližších dňoch má robotická ruka Canadarm2 prístroj odstrániť zo stanice a neskôr sa má dostať do nákladnej lode SpaceX Dragon, ktorá pri návrate do atmosféry zhorí. Na jeho miesto nastúpi ďalší experiment, CLARREO Pathfinder.
Atmosférické gravitačné vlny patria medzi javy, ktoré sa začínajú v nižšej atmosfére, no ich účinok môže siahať oveľa vyššie. V praxi ide o prenos energie a pohybu cez vrstvy atmosféry. Vesmírne počasie sa preto netýka len Slnka a magnetického poľa Zeme, ale aj toho, čo sa deje v našej vlastnej atmosfére.
Snímka zobrazuje: A time-lapse image of Earth from space shows two layers of airglow above Earth's surface: a band of green near the surface and a band of red higher.
Keď sa v horných vrstvách mení hustota plazmy, môže to ovplyvniť šírenie rádiových signálov medzi satelitmi a Zemou aj medzi samotnými satelitmi. To je dôležité pre navigáciu, časové systémy a komunikáciu. Práve preto je pre vedcov podstatné pochopiť, ako sa tieto vlny vytvárajú, aké majú rozmery a ktoré z nich majú najväčší dosah.
Ako AWE tieto vlny sledovalo
AWE pracovalo s infračerveným svetlom a so žiarou airglow, ktorá je v noci viditeľná v horných vrstvách atmosféry. Z obežnej dráhy tak vedci získavali obraz toho, ako sa vlny šíria a menia v čase aj priestore. Takýto pohľad je cenný najmä preto, že z povrchu Zeme sa mnohé z týchto štruktúr sledujú len ťažko.
Snímka zobrazuje: An artist's concept shows the International Space station in orbit above the nighttime side of Earth, with city lights visible on the planet and a.
Všeobecne platí, že pri podobných misiách je dôležitá kombinácia dlhého pozorovania, vysokého časového rozlíšenia a schopnosti zachytiť veľké oblasti naraz. AWE podľa NASA dokázalo robiť štyri snímky za sekundu, čo umožnilo sledovať dynamiku javov, ktoré sa menia veľmi rýchlo.
Čo ukázali búrky nad USA
Misia zachytila viacero extrémnych udalostí, ktoré poslúžili ako prirodzené „laboratórium“. Pri tornádovej epizóde v máji 2024 a pri hurikáne Helene v septembri 2024 AWE zaznamenalo vlny spojené s týmito systémami. NASA uvádza, že rôzne typy búrok vytvárali odlišné vzory vlnových štruktúr.
Snímka zobrazuje: A map shows outlines of Mexico and states in the south-central U.S., with Texas at center. A long, curved strip cuts across Mexico and the U.S. from.
Ako príklad uvádza pozorovanie búrky v severnom Texase z 26. mája 2024, pri ktorej boli vlny menšie, nepravidelnejšie a vykazovali výraznú asymetriu zo severu na juh. To naznačuje, že nie každý búrkový systém pôsobí na hornú atmosféru rovnako. Práve v takýchto rozdieloch sa skrýva dôležitá informácia pre ďalší výskum.
Prečo na tom záleží pre satelity a komunikáciu
Vesmírne počasie môže zhoršovať spoľahlivosť technológií, na ktoré sa dnes spolieha doprava, komunikácia aj presné určovanie polohy. Ak sa v horných vrstvách atmosféry mení prostredie, signály sa môžu šíriť inak, než sa očakáva. To je dôvod, prečo sa výskum zameriava aj na procesy, ktoré sa odohrávajú nižšie, v atmosfére nad našimi hlavami.
V širšom kontexte ide o snahu lepšie predpovedať, kedy a ako sa môžu tieto poruchy prejaviť. Takéto poznanie je dôležité pre prevádzku satelitov, pre navigačné služby aj pre plánovanie budúcich misií, ktoré budú na presné prostredie v okolí Zeme ešte citlivejšie.
Čo zostáva otvorené a čo bude nasledovať
Hoci AWE ukončilo zber dát, jeho vedecký príbeh sa nekončí. NASA aj Utah State University hovoria, že údaje budú ďalej sprístupňované a analyzované. To je pri podobných misiách bežné: samotné merania sú len začiatok a ich plný význam sa ukáže až pri dlhšom porovnávaní s inými pozorovaniami a modelmi.
Otvorené zostáva najmä to, ako presne sa jednotlivé typy atmosférických gravitačných vĺn prenášajú do vyšších vrstiev a ktoré z nich majú najväčší vplyv na plazmu v horných častiach atmosféry. AWE prinieslo dôležité dáta, no zároveň ukázalo, že hranica medzi počasím na Zemi a podmienkami v blízkom vesmíre je oveľa prepojenejšia, než sa kedysi zdalo.
Na poskytovanie tých najlepších skúseností používame technológie, ako sú súbory cookie na ukladanie a/alebo prístup k informáciám o zariadení. Súhlas s týmito technológiami nám umožní spracovávať údaje, ako je správanie pri prehliadaní alebo jedinečné ID na tejto stránke. Nesúhlas alebo odvolanie súhlasu môže nepriaznivo ovplyvniť určité vlastnosti a funkcie.
Funkčné
Vždy aktívny
Technické uloženie alebo prístup sú nevyhnutne potrebné na legitímny účel umožnenia použitia konkrétnej služby, ktorú si účastník alebo používateľ výslovne vyžiadal, alebo na jediný účel vykonania prenosu komunikácie cez elektronickú komunikačnú sieť.
Predvoľby
Technické uloženie alebo prístup je potrebný na legitímny účel ukladania preferencií, ktoré si účastník alebo používateľ nepožaduje.
Štatistiky
Technické úložisko alebo prístup, ktorý sa používa výlučne na štatistické účely.Technické úložisko alebo prístup, ktorý sa používa výlučne na anonymné štatistické účely. Bez predvolania, dobrovoľného plnenia zo strany vášho poskytovateľa internetových služieb alebo dodatočných záznamov od tretej strany, informácie uložené alebo získané len na tento účel sa zvyčajne nedajú použiť na vašu identifikáciu.
Marketing
Technické úložisko alebo prístup sú potrebné na vytvorenie používateľských profilov na odosielanie reklamy alebo sledovanie používateľa na webovej stránke alebo na viacerých webových stránkach na podobné marketingové účely.
