太空也有減速帶?發現極光中的「減速帶」更為複雜!
新罕布希爾大學空間科學中心的研究人員發現,太空中的「減速帶」比原先想像的要複雜得多,它能使離地球更近的衛星減速。UNH的物理學家馬克·萊塞德(Marc Lessard)說:我們知道這些衛星撞上了「減速帶」或「上升流」,導致它們減速並下降到海拔高度。但在這次任務中,通過發現這些凸起更加複雜和有結構,解開了一些關於為什麼會發生這種情況的謎團。在這項發表在AGU《地球物理研究快報》上的研究中,科學家們概述了他們在中性上升流2號(RENU2)火箭實驗期間的觀察結果。
發現一種高空極光,或稱北極光,至少在一定程度上,是導致空氣袋向高空移動的原因,在那裡,它們會對經過的衛星造成阻力,就像在強勁的逆風中駕駛汽車一樣。從挪威Kjell Henrickson天文台觀察到的這些極光,並不是地球高緯度地區夜空中常見的明亮光帶。這些極光被稱為向極地移動的極光形態(PMAF),它們的能量較弱,光線較暗,距離較遠。長期以來,科學家們一直懷疑極光可能引發了影響低空衛星的上升流事件,因為當它們飛越極光時,會遇到由高空熱大氣層升溫引起的「太空減速帶」。
但由於它們發生在如此高的海拔,這些低能極光將更多的能量轉移到離地面250-400公里(150-250英里)高空稀薄的大氣層中,產生的效果比我們所熟悉的極光更有趣,極光在近100公里(60英里)高空閃耀。可以想像衛星穿過類似熔岩燈中的氣泡,而不是平滑的波浪。當早期太空計劃第一次將衛星送入軌道時,注意到當太陽活動時衛星軌道的退化。問題是當額外的阻力使衛星減速時,它們就會靠近地球。如果沒有額外的燃料使它們重新飛起來,它們最終會落到地球上。
挪威發射中性上升流2號(RENU2)的火箭實驗。圖片:NASA
這些特定的衛星,在離地球較近的區域運行,非常重要,因為它們可以拍攝地球照片,為氣候監測、農作物產量、城市規劃、災害應對甚至軍事情報提供最新信息。當中性點上升2號(RENU2)火箭發射試驗成功,載荷在中性上升流事件期間通過了尖點區域,由一套全面的機載和地面儀器設備支持。RENU2數據突出了兩個重要的過程。一是正確理解中性上升流的向極地移動極光形式(PMAFs)需要一種處理方法,模擬一系列PMAFs的准周期通過。當一個PMAF到達一個磁通管時,物理結果必須被確定。
博科園-科學科普|研究/來自: 新罕布希爾大學
參考期刊文獻:《地球物理研究快報》
DOI: 10.1029/2018GL081885
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