關於支援科學新聞
如果您喜歡這篇文章,請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道: 訂閱。透過購買訂閱,您正在幫助確保關於塑造我們今天世界的發現和想法的具有影響力的故事的未來。
雲彩的形狀數不勝數,從蓬鬆的棉花糖到劃過天空的細長線條,但它們都由一種簡單的成分構成——水蒸氣。在 9 月 19 日進行的一項實驗中,科學家們創造了第一個人造高空夜光雲。但云朵不是由水形成的,而是由火箭噴出的塵埃顆粒形成的。
該專案由位於華盛頓特區的美國海軍研究實驗室 (NRL) 領導,重點是製造夜光雲,或漂浮在中間層(大氣層中大約從地面以上 50 公里開始的一層)80 到 100 公里高度的雲。由於這些雲會阻擋陽光,它們在全球變暖中發揮作用,並可能有一天為全球變暖提供解決方案。科學家們已經能夠使用雷達來追蹤自然夜光雲的行為,收集它們的速度和密度。但是,研究人造雲提供了“更多可控的情況”,NRL 等離子體物理部門高階研究員兼專案負責人保羅·伯恩哈特說。“研究自然雲的人,他們必須坐在那裡等待”才能在地球高層大氣中遇到一個雲。
作為帶電氣溶膠釋放實驗 (CARE) 的一部分,NRL 和美國國防部太空測試計劃的科學家著手形成並追蹤夜光雲。他們使用美國宇航局 80 年代遺留下來的固體發動機製造了火箭。然後,當條件合適時,就像星期六晚上那樣——意味著很少有自然雲會遮擋視線——該團隊從弗吉尼亞州的美國宇航局戈達德太空飛行中心沃洛普斯飛行基地發射了他們的塵埃輸送系統。
雖然大多數火箭發動機都會在點火地點附近留下碎屑痕跡,但伯恩哈特解釋說,該小組將火箭的第四級發動機的啟動時間定為在達到大約 280 公里的最高高度後傾倒 100 公斤的氧化鋁塵埃。通過了解火箭的確切釋放點,從弗吉尼亞州到新澤西州以及百慕大的研究站的研究人員可以將他們的雷射器和廣角鏡頭相機對準雲的誕生地(東海岸附近),以研究其行為。
CARE 科學家設法在星期六追蹤了塵埃雲 20 分鐘,然後失去了它的蹤跡。在這段時間裡,他們收集了以影像和從雲反射回來的無線電訊號形式出現的太位元組資料。雖然伯恩哈特說可能需要幾個月才能處理完所有資料,但他對第一次執行的評估是“我們達到了我們制定的每一項成功標準”。
伯恩哈特已經在考慮該小組將如何設計未來的造雲發射。一方面,由於夜光雲通常在較高緯度發現,他認為將火箭送入阿拉斯加或挪威上方的大氣層將更好地瞭解這些雲的自然行為,並可能允許研究人員對其進行更長時間的追蹤。如果那樣,在下一次實驗中,北部緯度的居民可能會看到一場非常壯觀的景象。當夕陽的光線在星期六晚上從 CARE 塵埃顆粒上反射回來時,從新澤西州到馬薩諸塞州的一些地區的居民親眼目睹了“一系列怪異的燈光”。 *注(2009 年 9 月 23 日):這句話在釋出後經過編輯,以更正保羅·伯恩哈特的頭銜。