NASA는 최근 알래스카에서 두 개의 로켓 발사 임무를 성공적으로 수행하여 세 개의 로켓을 멋진 북극광으로 직접 보냈습니다. 고품질의 현장 관측 데이터를 얻기 위해 처음으로 이 하늘의 경이로움 뒤에 있는 비밀스럽고 강력한 전류 시스템에 "잠입"했습니다.
이 작전에는 Black and Diffuse Auroral Science Surveyor 임무와 GNEISS(Geophysical Non-Equilibrium Ionospheric System Science)라는 쌍발 로켓 임무가 포함되어 있으며 둘 다 Fairbanks 근처 Poker Flat Research Range에서 발사되었습니다.
'Dark and Diffuse Aurora Science Surveyor' 로켓은 현지 시간 2월 9일 오전 3시 29분에 알래스카에서 이륙하여 약 360km의 고도까지 비행했습니다. 프로젝트 리더인 마릴리아 사마라(Marilia Samara)는 로켓에 실린 모든 과학 장비와 기술 검증 부하가 정상적으로 작동하고 있으며 팀이 오로라의 '암흑'과 확산 구조를 분석하는 데 귀중한 정보를 제공하는 매우 높은 품질의 데이터를 획득했다고 말했습니다.
그 직후에는 2월 10일 1시 19분과 1시 19분 30초에 연속적으로 발사된 GNEISS 이중 로켓 임무가 있었습니다. 두 로켓은 거의 동시에 동일한 오로라대 상공을 비행했으며, 최고 비행 고도는 각각 약 198.3마일(319.06km)과 198.8마일(319.94km)이었습니다. 프로젝트 리더이자 다트머스 대학 교수인 크리스티나 린치(Christina Lynch)는 모든 지상국, 서브로드 및 확장된 장비 붐이 예상대로 작동했으며 팀은 발사 작업 및 예비 데이터 성능에 "매우 만족"했다고 말했습니다.
과학자들은 오로라 현상이 본질적으로 고에너지 전자가 우주에서 지구 상층 대기로 흘러들어 가스 분자와 충돌한 후 발광하는 현상이라고 지적했습니다. 마치 전구를 밝히기 위해 필라멘트를 통과하는 전류와 같습니다. 그러나 눈부신 빛은 전체 거대한 회로의 일부일 뿐입니다. 어떤 회로에서든 전류는 폐쇄 루프를 형성해야 합니다. 오로라를 생성하기 위해 대기로 흘러 들어가는 전자빔은 상대적으로 집중되어 있는 반면, 회로를 완성하는 "귀환" 전자는 더욱 혼란스럽고 충돌, 바람 장, 압력 차이, 전기장 및 자기장 변화의 영향으로 이리저리 움직이다가 결국 우주로 돌아가는 길을 찾습니다.
이 거대한 회로가 어떻게 닫혀 있는지 진정으로 이해하려면 로켓이 어디로 날아가는지 아는 것만으로는 충분하지 않습니다. 연구자들은 복귀 전류가 대기 중에 어떻게 퍼지는지 지도화해야 합니다. 이를 위해서는 동시에 많은 경로를 추적해야 하는데 이는 엄청난 기술적 과제입니다. 이를 위해 GNEISS 임무는 고고도 플라즈마에서 오로라 전류의 구조를 재구성하기 위해 "2방향 화살표 협업 + 지상 수신 네트워크"를 통해 의료용 "CT 스캐닝"과 유사한 3차원 영상 솔루션을 구축했습니다.
비행 중에 두 로켓은 유사하지만 약간 다른 궤적을 따라 동일한 오로라 영역을 통과했으며 각각 4개의 하위 페이로드를 방출하여 발광 영역 내부의 여러 지점에서 동시 관측을 수행했습니다. 로켓은 지속적으로 지상에 무선 신호를 보내고, 이 신호는 주변 플라즈마를 통과할 때 "다시 작성"됩니다. 이는 X선이 인체의 다른 조직을 통과할 때 차별적으로 흡수되는 방식과 유사합니다. 신호의 작은 변화를 분석함으로써 연구자들은 플라즈마 밀도 분포와 전류 채널 위치를 역전시켜 오로라 환경의 대규모 3차원 "전류 지도"를 얻습니다.
오로라 전류는 기본적인 물리적 문제일 뿐만 아니라, '우주 기상'과도 밀접한 관련이 있습니다. 과학자들은 이러한 흐름이 우주 에너지가 지구 상층 대기에 정착하고 분포되는 방식을 제어한다고 지적합니다. 해류가 확산되면 지역 대기를 가열하고, 강한 바람을 자극하고, 난류를 만들어 잠재적으로 해당 고도를 비행하거나 지나가는 위성에 영향을 미칠 수 있습니다. 최근 과학연구계에서는 지상 광학관측과 궤도위성을 통한 다각적 공동연구를 진행해 왔다. 그 중 2025년 3월 발사된 NASA의 EZIE 위성 임무는 우주에서 오로라 전류를 모니터링하여 이 로켓의 '통과' 현장 측정을 보완하고 있습니다.
이번 발사 기간 동안 NASA는 "검은 오로라"라고 불리는 오로라의 어두운 점을 탐지하는 데 초점을 맞춘 "Dark and Diffuse Aurora Scientific Surveyor" 임무를 동시에 구현했습니다. 현재 이론에서는 이러한 비정상적으로 "어두워진" 영역이 전류 흐름의 국소적인 급격한 역전을 표시하여 전체 회로에서 중요한 역할을 할 수 있다고 제안합니다. 만족스럽지 못한 날씨와 과학적 조건으로 인해 임무는 2025년으로 연기되었습니다. 이 성공적인 비행은 과학 연구팀이 마침내 이 분야를 연구하기 위한 첫 번째 체계적인 데이터 배치를 갖게 되었음을 의미합니다.
연구원들은 오로라가 우주 플라즈마, 지구 자기장, 대기 사이의 상호 작용의 결과라고 말했습니다. 여기에는 전류, 하전 입자 및 수많은 미세한 충돌이 포함됩니다. 지구 우주환경을 이해하는 데 중요한 '창'이다. 오랫동안 표면에 있는 오로라를 "위로 올려다보는" 것과는 달리, 소리나는 로켓은 과학자들에게 오로라가 가장 활동적일 때 오로라를 통해 직접 여행할 수 있는 드문 기회를 제공하고 장비를 주요 영역으로 보내 "짧고, 평평하고 빠르게" 정밀한 작업을 수행할 수 있습니다. 이러한 높은 공간적, 시간적 해상도 관찰을 통해 연구자들은 하늘의 덧없는 빛과 그림자를 우주 날씨가 우리 행성을 어떻게 형성하는지를 밝히는 깊은 지식으로 변환하고 있습니다.