Para ilmuwan telah mengetahui selama beberapa waktu bahwa atmosfer Bumi kehilangan beberapa ratus ton oksigen setiap hari. Mereka memahami bagaimana kehilangan oksigen ini terjadi di sisi malam Bumi, tetapi mereka tidak yakin bagaimana hal itu terjadi di sisi siang hari. Mereka tahu satu hal; mereka terjadi selama aurora.
Menurut siaran pers dari Observatorium Bumi NASA, tidak ada dua peristiwa aliran oksigen yang persis sama, yang menjadikan pemahaman mereka sebagai tantangan. Mereka menyebut peristiwa 'air mancur gas' yang lepas dari Bumi selama aktivitas auroral, dan Earth Observatory memiliki misi yang didedikasikan untuk memahaminya.
Misi ini adalah bagian dari program Observatorium Bumi NASA yang disebut VISIONS-2 (Visualisasi Ion Outflow via Neutral Atom Sensing-2), dan membutuhkan kondisi tertentu. Terletak di Ny Alesund, Svalbard, Norwegia untuk alasan yang baik. Ini adalah pemukiman sipil sepanjang tahun paling utara di dunia. Sepanjang tahun ini memiliki pelabuhan bebas es, dan fasilitas peluncuran roket modern. Juga tidak ada matahari di malam musim dingin di sini untuk mengganggu mempelajari aurora.
Tetapi ada hal lain yang menjadikan ini pengaturan yang sempurna untuk misi VISIONS-2. Setiap pagi, Ny Alesund melewati titik lemah dalam gelembung magnetik Bumi. Titik lemahnya seperti corong yang menyalurkan angin matahari yang ganas ke atmosfer bagian atas kita. Itu menyebabkan tampilan auroral, dan mendidihkan gas atmosfer kita ke ruang hampa udara di air mancur auroral.
Baru-baru ini, para peneliti dengan VISIONS-2 meluncurkan dua roket yang terdengar untuk menyelidiki kehilangan oksigen selama aurora. Roket yang terdengar kecil, roket bertarget yang dapat diluncurkan dengan cepat. Dalam hal ini, kedua roket dimuat dengan kamera dan instrumen lainnya, dan siap untuk diluncurkan.
Tim peluncuran harus sangat sabar. Tapi tentu saja, mereka memiliki teknologi di pihak mereka. Mereka tidak perlu menunggu sampai mereka melihat aurora, mereka telah mendapatkan pemberitahuan aurora berkat satelit DSCOVR (Pengamatan Iklim Ruang Dalam).
DSCOVR adalah observatorium angin matahari NOAA. Itu duduk di titik LaGrange antara Bumi dan Matahari dan memberitahu tim VISIONS-2 ketika angin matahari cukup kuat dan berorientasi pada cara yang tepat untuk menyebabkan aurora. Paling-paling, tim mendapat sekitar satu jam peringatan.
Bahkan dengan peringatan tingkat lanjut, tim tetap berhati-hati. Jika angin matahari ternyata terlalu lemah, maka mereka akan menyia-nyiakan peluncurannya. Jika kondisi angin darat di atmosfer Bumi terlalu kuat, itu juga masalah. Roket-roket itu tidak terarah, sehingga harus berorientasi sebelum diluncurkan untuk memperhitungkan angin. Untungnya, tim memiliki alat lain yang dapat digunakan, balon cuaca diluncurkan setiap 30 menit, sesuai kebutuhan, untuk menguji angin.
"Kami memiliki pengalaman yang luar biasa dalam membangun muatan yang sangat kompleks dan mampu ini ..." - Doug Rowland, penyelidik utama, Pusat Penerbangan Luar Angkasa Goddard NASA.
Roket dipentaskan di Ny-Ålesund, Svalbard (Norwegia), dan para peneliti menunggu aurora sebelum meluncurkan pasangan. Pada 7 Desember 2018, para peneliti meluncurkan dua roket selama aurora. Foto di bawah ini adalah paparan panjang roket, yang menangkap kedua peluncuran meskipun terjadi beberapa menit terpisah.
Misi tersebut menggunakan sepasang roket sehingga mereka dapat menggunakan campuran instrumen yang berbeda di masing-masing. Beberapa instrumen membutuhkan platform pemintalan dan beberapa lainnya tidak. Sepasang roket diluncurkan dengan beberapa menit di antaranya juga memungkinkan instrumen serupa untuk membaca dari waktu ke waktu. Gambar di atas menunjukkan pengapian dan burnout tahap pertama dari kedua roket, saat mereka dikirim pada misi mereka untuk mempelajari kehilangan oksigen di atmosfer Bumi.
“Kami memiliki pengalaman yang luar biasa dalam membangun muatan yang sangat kompleks dan mampu ini, mengintegrasikan dan mengujinya di Wallops, kemudian membawanya ke lapangan,” kata Doug Rowland, penyelidik utama untuk misi dan seorang fisikawan ruang angkasa di Goddard Space Flight Center NASA. "Peluncuran adalah momen yang sangat emosional, terlebih ketika kami melihat bahwa semua instrumen telah berkinerja baik dan kondisi sains baik."
Setelah diluncurkan, ada sepuluh menit bagi roket untuk melakukan tugasnya di air mancur atmosfer. Kamera pencitraan atom netral membangun gambar air mancur dari dalam dan luar. Kamera auroral mendokumentasikan aurora itu sendiri, suhu, intensitas, dan tingginya. Jika semuanya berjalan dengan baik, tim peneliti dihargai dengan 'dinding sains.'
Peluncuran 7 Desember tampaknya berhasil. Tampilan awal pada data menunjukkan bahwa instrumen berfungsi dengan baik dan mengembalikan data yang dimaksud. "Aku yakin kita memang melihat 'air mancur atmosfer,'" kata Rowland. Data masih perlu dianalisis dan diskalakan, "tetapi kami mungkin memiliki bukti dari berbagai perspektif."
Bumi, jelas, adalah planet yang dinamis, hidup, aktif. Ada banyak hal yang terjadi di sini. Proyek VISIONS-2 dirancang tidak hanya untuk membantu kita memahami planet kita sendiri dengan lebih baik, tetapi juga planet lain. Planet mana yang layak huni? Mengapa beberapa begitu sunyi? Bagaimana sebuah planet seperti Mars, yang pernah memiliki atmosfer, kehilangannya?
Atmosfer bumi tidak akan hilang dalam waktu dekat. Tidak sampai matahari menjadi raksasa merah dalam waktu sekitar 5 miliar tahun. Pada titik waktu yang jauh itu, Matahari yang mengembang akan mendidihkan atmosfer kita tanpa apa-apa. Lalu kita selesai.
Jumlah oksigen (dan hidrogen) yang hilang dari atmosfer Bumi selama aurora ini sangat kecil. Beberapa ratus ton setiap hari mungkin terdengar sangat banyak, tetapi tidak. Bagaimanapun, fotosintesis membantu memulihkan oksigen. Ini masih merupakan bagian penting dari teka-teki untuk memahami bagaimana segala sesuatu bekerja, dan apa detailnya dalam hubungan antara Bumi dan bintangnya.
- Siaran Pers: Menuju Pemetaan Atmosfer Melarikan Diri dari Bumi
- Catatan Observatorium Bumi dari Lapangan: Ambushing Aurora
- DSCOVR: Observatorium Iklim Antariksa Dalam
- Universitas Cornell Bertanya dan Astronom: Berapa banyak meteor yang menghantam Bumi setiap tahun?
