Dopo 16 anni di studio delle nubi più alte della Terra a beneficio dell'umanità, le nubi mesosferiche polari, dalla sua orbita a circa 350 miglia dal suolo, la missione Aeronomy of Ice in the Mesosphere, o AIM, della NASA è giunta al termine.

Inizialmente prevista per una missione di due anni, l'AIM è stata estesa numerose volte a causa del suo elevato ritorno scientifico. Sebbene AIM abbia dovuto affrontare ostacoli nel corso degli anni, da intoppi software a problemi hardware, un team incredibilmente dedicato ha mantenuto il veicolo spaziale in funzione molto più a lungo di quanto chiunque avrebbe potuto prevedere.

Il 13 marzo 2023, la batteria della navicella si è guastata dopo diversi anni di prestazioni in calo. Sono stati fatti diversi tentativi per mantenere l'alimentazione alla navicella spaziale, ma non è stato possibile raccogliere ulteriori dati, quindi la missione è terminata.

"AIM si è dedicato allo studio della regione atmosferica che confina tra la nostra atmosfera e lo spazio", ha affermato lo scienziato della missione AIM Diego Janches, del Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, nel Maryland. "L'aiuto di AIM nella comprensione di questa regione è stato di fondamentale importanza per fornire informazioni su come la bassa atmosfera influisce sulla meteorologia spaziale."

Conosciute come nuvole notturne o nottilucenti, si vedono al crepuscolo nei mesi estivi, tipicamente alle alte latitudini vicino ai Poli Nord e Sud. Prima della missione, gli scienziati sapevano che questi tipi di nuvole variavano in base alla latitudine, alla stagione e all’attività solare, ma non sapevano il perché. Questa missione è stata lanciata per comprendere le variazioni e studiare il motivo per cui si formano le nuvole e i loro collegamenti con i cambiamenti climatici misurando le proprietà termiche, chimiche e di altro tipo dell'ambiente in cui si formano le nuvole.

"L'AIM della NASA è stata una missione di incredibile successo", ha affermato Scott Bailey, ricercatore principale dell'AIM e professore alla Virginia Tech. "Ha risposto a domande fondamentali che ci hanno aiutato a capire come le nuvole nottilucenti e le onde gravitazionali atmosferiche variano nel tempo e nel luogo."

Nel corso degli anni, AIM ha fatto molte grandi scoperte. I dati della missione hanno finora portato a quasi 400 pubblicazioni sottoposte a revisione paritaria. Ciò include scoperte su come queste nuvole possono essere create dal fumo meteorico e dal vapore acqueo proveniente dagli scarichi dei razzi, su come eventi vicino alla superficie terrestre possono innescare cambiamenti nelle nuvole e su come il ghiaccio in alto nell’atmosfera può causare misteriosi echi radar, che vengono creati in certi luoghi. regioni dell'atmosfera durante l'estate.

Con il progredire della missione, gli scienziati si sono resi conto che i dati dell'AIM potevano essere utilizzati anche per studiare le ondulazioni nell'aria chiamate onde gravitazionali atmosferiche. Queste onde trasferiscono quantità di moto ed energia mentre viaggiano attraverso l'atmosfera. Collegano gli eventi meteorologici sulla superficie terrestre con i disturbi atmosferici che si verificano molto lontano dall'evento iniziale, inclusa la parte più alta dell'atmosfera, dove possono interrompere i segnali GPS.

"Abbiamo avuto molte difficoltà, ma abbiamo comunque ottenuto un'incredibile quantità di dati da AIM grazie al nostro team davvero eccellente, eroico e laborioso che interviene ogni volta", ha affermato Bailey.

I primi ostacoli per AIM iniziarono solo pochi mesi dopo il lancio nel 2007, quando il ricevitore per le telecomunicazioni iniziò a funzionare male in modo intermittente. Con un uso intelligente dei segnali radio, il team è riuscito a riprogrammare la navicella spaziale per comunicare in codice Morse, cosa che le ha permesso di mantenere le comunicazioni anche dopo che il ricevitore ha smesso di funzionare.

Anche se la comunicazione con la navicella spaziale è diventata migliaia di volte più lenta del previsto, AIM è riuscita comunque a effettuare le misurazioni e inviare a casa il 99% dei dati raccolti.

Poco dopo, la navicella spaziale ha riscontrato nuovamente un problema che metteva a rischio la missione. La navicella spaziale si è messa ripetutamente in modalità provvisoria, che di fatto ha spento la navicella spaziale e ha richiesto una serie di attività dispendiose in termini di tempo per il riavvio. Ma ancora una volta, gli ingegneri sono riusciti a caricare nuovo software sulla navicella spaziale per aggirare il problema e mantenere l’AIM funzionale. Da allora, la nuova patch software ha impedito oltre un migliaio di incidenti di questo tipo sulla navicella spaziale.

Nel 2019, la batteria dell'AIM ha iniziato a scaricarsi, ma grazie a grandi sforzi e ingegnosità, il team delle operazioni di missione ha mantenuto la carica della batteria, consentendo al veicolo spaziale di continuare a restituire dati. All’inizio del 2023, la batteria ha subito un significativo calo delle prestazioni, il che significa che il veicolo spaziale non ha potuto ricevere regolarmente comandi o raccogliere dati. Sfortunatamente, questo problema hardware non poteva essere riparato da remoto e il satellite ha finalmente smesso di raccogliere dati nel marzo 2023.

"Siamo rattristati nel vedere AIM raggiungere la fine del suo ciclo di vita, ma è stato sorprendente quanto tempo sia durato", ha detto Bailey. "Ci ha fornito più dati e informazioni sulle nubi nottilucenti e sulle onde gravitazionali atmosferiche di quanto avremmo mai potuto sperare."

Anche se la navicella spaziale ha visto le sue ultime nuvole luminose notturne, gli scienziati continueranno a studiare i dati dell'AIM negli anni a venire. Per quanto riguarda la navicella spaziale stessa, perderà lentamente l'altezza orbitale e brucerà al rientro nell'atmosfera nel 2026.

"Ci sono ancora gigabyte su gigabyte di dati AIM da studiare", ha affermato Cora Randall, vice ricercatrice principale dell'AIM e ricercatrice senior presso il Laboratorio di fisica atmosferica e spaziale di Boulder, in Colorado. "E man mano che i nostri modelli e le nostre capacità computazionali continuano a migliorare, le persone faranno molte più scoperte utilizzando i set di dati AIM."

Fornito dal Goddard Space Flight Center della NASA