Desde el suelo, el baile de las auroras boreales, o aurora boreal, puede parecer pacífico. Pero esas brillantes láminas de luces de colores son el producto de violentas colisiones entre la atmósfera de la Tierra y las partículas del Sol.

Las hermosas luces son solo el producto visible de estas colisiones:la energía cinética y térmica liberada, invisible a simple vista, no son menos importantes. Comprender la contribución de las auroras a la cantidad total de energía que entra y sale del sistema geoespacial de la Tierra, conocido como forzamiento de las auroras, es uno de los principales objetivos del Experimento de cohetes ascendentes de la zona auroral financiado por la NASA. o AZUR. Cuanto más aprendemos sobre las auroras, Cuanto más comprendamos acerca de los procesos fundamentales que impulsan el espacio cercano a la Tierra, una región que es cada vez más parte del dominio humano, hogar no solo de los astronautas, sino también de las comunicaciones y las señales de GPS que pueden afectar a quienes estamos en tierra a diario.

AZURE es la primera de las ocho misiones de cohetes sonoras que se lanzarán durante los próximos dos años como parte de una colaboración internacional de científicos conocida como The Grand Challenge Initiative - Cusp. Estas misiones se lanzarán desde los rangos de cohetes de Andøya y Svalbard en Noruega para estudiar los procesos que ocurren dentro de la cúspide polar de la Tierra, donde las líneas del campo magnético del planeta se doblan hacia la atmósfera y permiten que las partículas del espacio se entremezclan con las de origen terrestre y cercanas. óvalo auroral, en el que se centrará AZURE.

AZURE estudiará el flujo de partículas en la ionosfera, la capa de la atmósfera cargada eléctricamente que actúa como interfaz de la Tierra con el espacio, centrándose específicamente en las regiones E y F. La región E, llamada así por los primeros pioneros de la radio que descubrieron que la región estaba cargada eléctricamente, y por lo tanto podría reflejar ondas de radio:se encuentra entre 56 y 93 millas sobre la superficie de la Tierra. La región F reside justo encima de ella, entre 93 a 310 millas de altitud.

Las regiones E y F contienen electrones libres que han sido expulsados ​​de sus átomos por la entrada energizante de los rayos solares. un proceso llamado fotoionización. Después del anochecer sin la entrada energizante del Sol para mantenerlos separados, los electrones se recombinan con los iones cargados positivamente que dejaron atrás, reduciendo la densidad de electrones global de las regiones. El ciclo diario de ionización y recombinación hace que las regiones E y F sean especialmente turbulentas y complejas.

AZURE se centrará específicamente en medir los vientos verticales en estas regiones, que crean una tumultuosa sopa de partículas que redistribuye la energía, momento y componentes químicos de la atmósfera.

Las mediciones de viento existentes de instrumentos terrestres muestran evidencia de una estructura significativa a escalas de entre 6 millas y 60 millas de ancho tanto en la deriva de partículas cargadas como en los vientos neutrales. Pero hasta ahora, las mediciones científicas in situ de los vientos se han limitado a un pequeño conjunto de altitudes, y esas mediciones ya no se ajustan a lo que hubiéramos predicho.

Para comprender mejor las fuerzas en juego, A principios de marzo, el equipo AZURE lanzará dos cohetes sonoros casi simultáneamente desde el Centro Espacial Andøya en Noruega. Esperando el lanzamiento hasta que las condiciones sean las adecuadas, los cohetes volarán al espacio, realizar mediciones de la densidad atmosférica y la temperatura con instrumentos en los cohetes y desplegar trazadores visibles, trimetil aluminio (TMA) y una mezcla de bario / estroncio, que se ioniza cuando se expone a la luz solar.

Estas mezclas crean nubes de colores que permiten a los investigadores rastrear el flujo de partículas neutras y cargadas. respectivamente. Los trazadores se lanzarán a altitudes de 71 a 155 millas de altura y no representan ningún peligro para los residentes de la región.

Al rastrear el movimiento de estas coloridas nubes a través de fotografías terrestres y triangular su posición momento a momento en tres dimensiones, AZURE proporcionará datos valiosos sobre el flujo vertical y horizontal de partículas en dos regiones clave de la ionosfera en un rango de altitudes diferentes.

Tales medidas son críticas si queremos comprender verdaderamente los efectos de la misteriosa pero hermosa aurora. Los resultados serán clave para una mejor comprensión de los efectos del forzamiento de las auroras en la atmósfera, incluyendo cómo y dónde se deposita la energía auroral.