2012-ben a léggömbös csillagvizsgáló, a Super Trans-Iron Galactic Element Recorder (SuperTIGER) néven eljutott az égboltba a galaktikus kozmikus sugarak (GCR) nagy magasságú megfigyeléseinek elvégzésére. Elődje (TIGER) hagyománya szerint a SuperTiger új rekordot állított fel az Antarktisz feletti 55 napos repülés befejezése után - ez történt 2012. december és 2013. január között.
2019. december 16-án, a többszörös indítási kísérletek után az obszervatórium ismét felkerült a levegőbe és kétszer haladt Antarktiszon, mindössze három és fél hét alatt. Elődjéhez hasonlóan a SuperTIGER egy olyan együttműködési erőfeszítés is, amelynek célja a Naprendszerünkön kívülről származó kozmikus sugarak - nagy energiájú protonok és atomi atomok - tanulmányozása, amelyek a fénysebességhez közel haladnak az űrben.
A SuperTIGER program a St. Louis-i washingtoni egyetem, a Minnesota Egyetem és a NASA Goddard űrrepülési központja (GSFC) és a Kaliforniai Technológiai Intézet (Caltech) sugárhajtású laboratóriumának együttműködése. Ezt a ballonnal született műszert a ritka kozmikus sugarak típusának tanulmányozására tervezték, amelyek a nehéz elemek atommagjaiból állnak.
A végső cél az, hogy megtanulják, hol és hogyan érhetik el ezek a sugarak a sebességet, csak félénk a fénysebességtől, valamint teszteljék azt a kialakuló modellt, ahol a kozmikus sugarak feltételezhetően laza klaszterekből származnak, amelyek fiatal, hatalmas csillagokat tartalmaznak. Amint Brian Rauch - a washingtoni egyetemi docens és a SuperTIGER fő kutatója - elmagyarázta, a siker kulcsa az idő:
„Megfigyelésünk jelentősége növekszik azoknak az eseményeknek a számával, amelyeket lényegében az idő függvényében lineárisan megfigyelünk, tehát egyszerűen csak a lehető leghosszabb repülésre van szükségünk, hogy a gyűjtött adatok statisztikája maximalizálható legyen. Az adatok egy napja az előrelépés egy kis lépése, és csak le kell döntenünk a fejünket, és tovább kell őrölnünk. ”
Összefoglalva: a kozmikus sugarak olyan energetikai részecskék, amelyek a Napunktól, a galaxis többi csillagától és összesen más galaxisoktól származnak. A leggyakoribb típus, amely a tudósok által észlelt összes sugarat körülbelül 90% -át teszi ki, protonokból vagy hidrogénmagról áll, míg a héliummagok és az elektronok távoli második és harmadik helyet foglalnak el (8%, illetve 1%).
A fennmaradó 1% nehezebb elemekmagokból, például vasból áll, amelyeknek általánosossága csökken, attól függően, hogy milyen tömegűek. A SuperTIGER segítségével a kutatócsoport mindegyiknek a legritkább típusát, a vasnál nehezebb „ultra nehéz” kozmikus sugármagokat keres - kobaltról báriumra. Ezek az elemek a hatalmas csillagok magjában alakulnak ki, amelyeket azután az űrbe szétszórnak, amikor a csillagok szupernóvá válnak.
A robbanások eredményeként rövid, de intenzív neutronok robbannak fel, amelyek összeolvadhatnak a vasmagokkal, protonokká bomlanak és nehezebb elemeket képezhetnek. A robbanás által keltett sokkhullám szintén befogja és felgyorsítja ezeket a részecskéket, amíg gyorsan mozgó nagy energiájú kozmikus sugarakgá nem válnak. Mint John Mitchell, a misszió vezető kutatója a NASA Goddard űrrepülési központjában, elmagyarázta:
„A nehéz elemeket, például az ékszerekben lévő aranyat, csillagokon végzett speciális eljárások útján állítják elő, és a SuperTIGER célja, hogy segítsen nekünk megérteni, hogy ez hol történik. Mindannyian stardust vagyunk, de kitalálva, hogy hol és hogyan készítjük ezt a stardust, segít jobban megérteni galaxisunkat és helyünket benne. ”
Amikor ezek a sugarak megütik a Föld légkörét, felrobbannak és másodlagos részecskék zuhanyozását eredményezik, amelyek egy része a talajban található detektorokhoz érkezik. A tudósok évek óta használják ezeket a felismeréseket az eredeti kozmikus sugár tulajdonságainak következtetésére. Zavaró háttérhatást is generálnak, ezért a levegőben lévő eszközök sokkal hatékonyabbak azok tanulmányozásában.
A tengerszint feletti 40 000 méter (130 000 láb) tengerszint feletti magasságba repülésével a SuperTIGER és hasonló tudományos léggömbök a légkör 99,5% -ának feletti képes úszni. Az időjárással kapcsolatos többszörös késések után a SuperTIGER-2 repülése 2019. december 16-án kezdődött a kezdeti órákban, amelyet a léggömb követte december 31-ig az Antarktisz első teljes forradalmának.
Ezenkívül a missziócsoportnak néhány technikai hibával is foglalkoznia kellett, amelyek között szerepelt az áramellátás és a számítógép hibája, amely kiküszöbölte az egyik detektormodult a repülés elején. Ennek ellenére a csapat a léggömböt a NASA léggömbprogram-irodájában, a „tökéletes kép indításának” nevezte. Amint Rauch egy egyetemi sajtóközleményben kijelentette, közvetlenül a bevezetés előtt:
„Három antarktiszi évszak után - 19 indítási kísérlettel, két indítással és egy hasznos teher visszaszerzésével egy talajszakadékról - csodálatos, ha a SuperTIGER-2 végül eléri az úszómagasságot és elkezdi tudományos adatok gyűjtését. A harmadik évad a varázsa! ”
Mint megjegyeztük, a SuperTIGER-1 repülés (2012-13) összesen 55 napig a felszínen maradt, és tudományos légijármű-nyilvántartást tett közzé. Ez a misszió nem próbálja megcáfolni ezt a rekordot, és a csapat által tapasztalt technikai problémák miatt arra számítanak, hogy a SuperTIGER-2 az első repüléssel elért statisztikák kb. 40% -át gyűjti.
A kontinens körüli második forradalmának befejezése után a csapat az időjárásra vár, hogy meghatározza, mikor fejeződik be a misszió. „A sztratoszférikus szelek ezen a szezonban történő keringetésekor a repülésünk akkor fejeződik be, amikor a ballon megfelelő helyre érkezik. a kontinens körüli második forradalom végén ”- mondta Rauch.
Mint minden kozmikus misztérium, ezek megoldásának igazi kulcsa a régimódi jó türelem!
