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編者按:歡迎來到 ANITA,南極脈衝瞬態天線!從 10 月到 12 月,Katie Mulrey 將與 ANITA 合作團隊前往南極洲,建造和發射 ANITA III,這是一個科學氣球,它利用整個南極大陸進行中微子和宇宙射線探測。這是系列文章中的第六篇,“冰上的中微子”,記錄了這項工作。
發射日終於到了。風力很小,而且天氣預報預示著一次偉大的中微子探測氣球發射。這是 ANITA 第六次嘗試發射。每個人都非常願意送別氣球。在氣球和有效載荷升空之前,科學團隊在發射日幾乎無事可做。發射由CSBF的索具、電子和天氣團隊負責。
氣球是從一輛名為“The Boss”的巨型車輛上發射的,飛行所需的一切都以長長的直線排列在其後。首先是 The Boss 用起重機吊起有效載荷。接下來是一個降落傘,用於在飛行結束後將有效載荷帶回地面。連線到降落傘的是氣球(在上圖中以粉紅色包裝紙包裹可見)。氣球由類似於塑膠購物袋的材料製成,因此非常脆弱!一旦它從包裝紙中取出,就無法回頭了,因為試圖重新包裝氣球可能會造成一些損壞。我們正在等待包裝紙被開啟的訊息。那時我們就知道發射迫在眉睫。
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只有氣球的頂端充滿了氦氣。這足以將兩噸重的 ANITA 提升到 36 公里的高度,在那裡它將採集資料。一旦氣球上升到較低密度的大氣層,整個氣球將膨脹到足球場大小。氦氣透過兩根長塑膠管注入氣球,並在新增正確的量後將其繫緊。那個氣球可以抬起整個有效載荷,因此在發射前需要做大量工作才能將其保持在地面上。
在發射時,“The Boss”開始沿著風向推動氣球和有效載荷。它鬆開了有效載荷,氣球開始在空中上升。時間很難掌握!如果握住有效載荷的時間太長,氣球會拉得太猛,可能會撕裂。太早放手,又會把有效載荷掉到雪地上。真是太刺激了!當我們看到氣球飄走時,大家都歡呼雀躍。
現在是資料時間。ANITA 上有不斷寫入資料的硬碟,但在飛行結束後才能訪問,而且只有在有效載荷可以回收的情況下才能訪問。(在某些情況下,有效載荷會落入水中或被雪覆蓋,因此我們無法獲得。)我們記錄了大量的無線電訊號資料,其中只有一小部分是真正的中微子或宇宙射線。我們透過衛星傳送我們認為可能非常重要的資料。在飛行開始時,我們還可以“視線”訪問氣球,這意味著在氣球越過地平線之前,我們可以透過無線電通訊直接與儀器對話。此後,我們完全依賴衛星通訊。ANITA 合作者全天候 24/7 觀看資料流,以檢視一切是否正常工作。我們監控儀器的溫度、電壓和電流水平以及傳入的無線電資料的圖表。
如果來自我們 48 個天線的訊號以正確的方式匹配,我們就知道我們有一箇中微子!我們在飛行後的幾個月裡仔細分析資料,以確保我們知道自己看到了什麼。ANTIA 幾乎繞南極洲轉了一圈。如果我們幸運的話,我們可能會再轉兩圈。我們收集的資料越多,就越好。
長期以來,我們都認為 ANITA 是一個龐大的科學儀器,在我們面前聳立著。它漂浮在空氣中看起來是如此之小。令人驚奇的是,這個有效載荷將揭示地球上能量最高的粒子。