2014年3月3日凌晨,阿拉斯加威尼斯上空,一枚由美国宇航局资助的探空火箭发射进入极光。 NASA将在2022年3月下旬发射一枚类似的小型探空火箭。 研究人员计划向北极光的中心发射两枚火箭。 美国宇航局正在进行的极光任务中的离子-中性耦合发射窗口3月23日开始,一直持续到4月1日;另一个窗口从4月3日到7日打开。由于天气恶劣,周三的发射被取消。 在克莱姆森大学天文学家斯蒂芬·凯普勒的带领下,科学家们希望将两枚装载着传感工具的火箭送入活跃的北极光。 他们计划测量极光中的风、温度和等离子体密度。 当来自太空的带电粒子撞击地球上层大气中的分子时,极光的舞动的光就形成了。 这些碰撞提高了这些大气分子中电子的能量,导致电子以更高的能态绕其原子核运行。 当嗡嗡声消退时,电子会降回原来的能量状态,在这样做的同时释放一个光子。 这些光子形成了在极地纬度看到的绿色、紫色和红色的变化的窗帘。 开普勒和他的团队对大气中的中性气体和等离子体之间的边界感兴趣,等离子体或带电气体在高层大气中变得越来越普遍。 极光的分子扰动扰乱了低大气中性气体和高大气等离子体之间的边界层。 这种扰动会导致摩擦,因此,研究人员可以测量到热量。 这是一个概念性动画,展示了电子沿着地球磁力线移动,碰撞成地球大气层中的粒子,触发极光。 这幅概念性动画展示了电子沿着地球磁力线移动,在地球大气层中碰撞成粒子触发极光。 开普勒在一份声明中说:"我们都知道,[如果]我们一起摩擦双手,你会受到热量的影响。" "这是相同的基本理念,只是我们现在要处理的是气体问题。" 该团队的第一枚火箭将在299公里的高度飞行时释放出五颜六色的蒸汽。 这些蒸汽类似于让烟花变得五颜六色的化学物质,将在大气中漂移,使研究人员能够追踪大气中的风。 下一枚火箭将达到201公里的高度,以便携带测量极光内温度和密度的仪器。 火箭将在进行测量后立即返回地球。 开普勒在声明中说,结果应该揭示极光如何改变中性气体和等离子体之间的边界层的细节。 边界可能会变得更高、更低或折叠并改变形状。 "所有这些因素都使这个问题成为一个有趣的物理问题需要研究,"开普勒说。