La NASA lancerà tre razzi sonda durante l'eclissi solare totale dell'8 aprile 2024, per studiare come viene influenzata l'atmosfera superiore della Terra quando la luce solare si attenua momentaneamente su una parte del pianeta.
I razzi sonda Atmospheric Perturbations around Eclipse Path (APEP) verranno lanciati dalla Wallops Flight Facility della NASA in Virginia per studiare i disturbi nella ionosfera creati quando la Luna eclissa il sole. I razzi sonda erano stati precedentemente lanciati e recuperati con successo dalla White Sands Test Facility nel New Mexico, durante l'eclissi solare anulare dell'ottobre 2023.
Sono stati rinnovati con nuova strumentazione e saranno rilanciati nell'aprile 2024. La missione è guidata da Aroh Barjatya, professore di fisica ingegneristica presso la Embry-Riddle Aeronautical University in Florida, dove dirige lo Space and Atmospheric Instrumentation Lab.
I razzi sonda verranno lanciati in tre momenti diversi:45 minuti prima, durante e 45 minuti dopo il picco dell'eclissi locale. Questi intervalli sono importanti per raccogliere dati su come l'improvvisa scomparsa del sole influisce sulla ionosfera, creando disturbi che potrebbero potenzialmente interferire con le nostre comunicazioni.
La ionosfera è una regione dell'atmosfera terrestre che si trova tra 55 e 310 miglia (da 90 a 500 chilometri) sopra il suolo. "È una regione elettrificata che riflette e rifrange i segnali radio e influisce anche sulle comunicazioni satellitari mentre i segnali passano attraverso", ha affermato Barjatya. "Comprendere la ionosfera e sviluppare modelli che ci aiutino a prevedere i disturbi è fondamentale per garantire che il nostro mondo, sempre più dipendente dalla comunicazione, funzioni senza intoppi."
La ionosfera costituisce il confine tra la bassa atmosfera terrestre, dove viviamo e respiriamo, e il vuoto dello spazio. È costituito da un mare di particelle che vengono ionizzate, o caricate elettricamente, dall'energia del sole o dalla radiazione solare.
Quando cala la notte, la ionosfera si assottiglia mentre le particelle precedentemente ionizzate si rilassano e si ricombinano in particelle neutre. Tuttavia, il clima terrestre e il clima spaziale della Terra possono avere un impatto su queste particelle, rendendola una regione dinamica ed è difficile sapere come sarà la ionosfera in un dato momento.
Spesso è difficile studiare i cambiamenti a breve termine nella ionosfera durante un'eclissi con i satelliti perché potrebbero non trovarsi nel posto o nel momento giusto per attraversare il percorso dell'eclissi. Poiché si conoscono la data e l'ora esatte dell'eclissi solare totale, la NASA può lanciare razzi sonda mirati per studiare gli effetti dell'eclissi al momento giusto e a tutte le altitudini della ionosfera.
Mentre l’ombra dell’eclissi attraversa l’atmosfera, crea un tramonto rapido e localizzato che innesca onde atmosferiche su larga scala e disturbi o perturbazioni su piccola scala. Queste perturbazioni influenzano diverse frequenze di comunicazione radio. La raccolta dei dati su queste perturbazioni aiuterà gli scienziati a convalidare e migliorare i modelli attuali che aiutano a prevedere potenziali disturbi nelle nostre comunicazioni, in particolare quelle ad alta frequenza.
Si prevede che i razzi APEP raggiungeranno un'altitudine massima di 260 miglia (420 chilometri). Ogni razzo misurerà la densità delle particelle cariche e neutre e i campi elettrici e magnetici circostanti. "Ogni razzo espellerà quattro strumenti secondari delle dimensioni di una bottiglia di soda da due litri che misurano anche gli stessi punti dati, quindi è simile ai risultati di quindici razzi quando ne vengono lanciati solo tre", ha spiegato Barjatya. Embry-Riddle costruì tre strumenti secondari su ciascun razzo e il quarto fu costruito al Dartmouth College nel New Hampshire.
Oltre ai razzi, diverse squadre negli Stati Uniti effettueranno anche misurazioni della ionosfera con vari mezzi. Una squadra di studenti di Embry-Riddle schiererà una serie di palloni aerostatici ad alta quota. I co-investigatori dell'Osservatorio Haystack del Massachusetts Institute of Technology nel Massachusetts e dell'Air Force Research Laboratory nel New Mexico utilizzeranno una varietà di radar terrestri per effettuare misurazioni.
Utilizzando questi dati, un team di scienziati dell’Embry-Riddle e del Laboratorio di fisica applicata della Johns Hopkins University sta perfezionando i modelli esistenti. Insieme, queste varie indagini contribuiranno a fornire i pezzi del puzzle necessari per vedere il quadro più ampio delle dinamiche ionosferiche.
Quando i razzi dal suono APEP furono lanciati durante l'eclissi solare anulare del 2023, gli scienziati notarono una forte riduzione della densità delle particelle cariche mentre l'ombra dell'eclissi anulare passava sull'atmosfera.
"Abbiamo visto le perturbazioni capaci di influenzare le comunicazioni radio nel secondo e nel terzo razzo, ma non durante il primo razzo che era prima del picco dell'eclissi locale", ha detto Barjatya. "Siamo davvero entusiasti di rilanciarli durante l'eclissi totale per vedere se le perturbazioni iniziano alla stessa altitudine e se la loro magnitudo e scala rimangono le stesse."
La prossima eclissi solare totale sugli Stati Uniti contigui avverrà solo nel 2044, quindi questi esperimenti rappresentano una rara opportunità per gli scienziati di raccogliere dati cruciali.
Fornito dalla NASA
