Uzay havasının kökenlerini incelemeyi amaçlayan iki adet NASA uydusu, SpaceX'in Falcon 9 roketiyle yörüngeye gönderildi. 170 milyon dolarlık bu heyecan verici görev, bilim insanlarının Uzay Çağı'nın başlangıcından beri tam olarak anlayamadığı bir uzay fiziği olgusunu aydınlatacak.
TRACERS (Tandem Reconnection and Cusp Electrodynamics Reconnaissance Satellites) olarak adlandırılan ikiz uzay araçları, Dünya'nın manyetik alanının kutup bölgelerindeki dar bölgelerde plazma koşullarını ölçecek. Bu bölgeler, Güneş'ten gelen plazmanın Dünya'nın manyetik alanıyla etkileşime girerek renkli kutup ışıklarının (aurora) oluşumunda önemli ancak yeterince anlaşılmamış bir rol oynuyor.
Aynı süreç, GPS navigasyonu, radyo iletişimi, elektrik şebekeleri ve uydu operasyonlarını aksatabilen jeomanyetik fırtınalara da neden oluyor. Bu ani yükselişler genellikle Güneş patlamaları veya koronal kütle atımları tarafından tetikleniyor ve bu olaylar plazma bulutlarını Güneş Sistemi'ne doğru gönderiyor. Eğer bu akışlardan biri Dünya'yı hedeflerse, göz kamaştırıcı kutup ışıklarının yanı sıra fırtınanın zararlı etkilerine de maruz kalıyoruz.
Örneğin, geçen yıl yaşanan şiddetli bir jeomanyetik fırtına, GPS navigasyon sinyallerini bozarak tarım sektöründe 500 milyon doların üzerinde ekonomik kayba yol açtı; çiftçiler geçici olarak ilkbahar ekimini durdurmak zorunda kaldı. 2022'de ise artan Güneş aktivitesi, bir Starlink uydusu fırlatmasının ardından 40 adet SpaceX Starlink uydusunun kaybına neden olmuştu.
NASA'nın heliocografya bölümü başkanı Joe Westlake, "Güneşimizi ve onun ürettiği uzay havasını anlamak, düşündüğümüzden daha önemli," dedi.
TRACERS'ın fırlatılması, Falcon 9'un kalkış bölgesine yakın Pasifik Okyanusu üzerindeki hava trafik kontrolünü etkileyen bölgesel bir elektrik kesintisi nedeniyle bir gün ertelenmişti. Ancak Çarşamba günü sorunsuz bir şekilde gerçekleşti.
TRACERS, Güneş rüzgarındaki parçacıklar saatte 1 milyon mile varan hızlarda hareket ederken, Güneş'in manyetik alanının parçalarını da beraberlerinde getiriyor. Güneş rüzgarı Dünya'ya ulaştığında, Dünya'nın manyetik alanı ile etkileşime giriyor. Bu yüksek enerjili çarpışma, manyetik alan çizgilerini kırıp yeniden bağlıyor ve Güneş rüzgarı parçacıklarını ışık hızına yakın hızlarda Dünya'nın manyetik küresine doğru fırlatıyor. Dünya'nın alanı bu parçacıklardan bazılarını kutup bölgelerine, atmosferin üst kısımlarına doğru çekiyor. İşte bu durum, göz kamaştırıcı auroraları ve potansiyel olarak zararlı jeomanyetik fırtınaları oluşturuyor.
Başımızın Üzerinde Süren Bir Süreç
Bilim insanları, bu sürecin tam olarak nasıl işlediği konusunda hala kesin bir sonuca varmış değiller. Ancak bu olay, Dünya yörüngesindeki sayısız uydu tarafından gözlemlenebiliyor. Tek bir uydu bu görevi yerine getiremezken, bilim insanları kutup bölgelerindeki manyetik alanları, elektrik alanları, elektronları ve iyonları ölçmek için özel olarak donatılmış en az iki uyduya ihtiyaç duyuyor.
Bunun nedeni, manyetik yeniden bağlanmanın dinamik bir süreç olması ve tek bir uydunun kutup bölgelerindeki koşulların yalnızca 90 dakikalık bir anlık görüntüsünü sunabilmesidir. Uydu bir sonraki yörüngesine döndüğünde koşullar değişmiş olacak, ancak bilim insanları bu değişimin nasıl veya neden olduğunu bilemeyecek.
Bu nedenle TRACERS'ın adındaki "tandem" (ikili) kısmı büyük önem taşıyor. Bu görevin yenilikçi yönü, çamaşır makinesi büyüklüğünde olan ve 590 kilometre yükseklikte uçan iki adet özdeş uyduya sahip olmasıdır. Önümüzdeki haftalarda TRACERS uyduları, birinin diğerini yaklaşık iki dakika geriden takip edeceği bir formasyona girecek ve bu sayede bilim insanları kutup bölgelerindeki verileri birbirini takip eden anlarda toplayabilecek.
TRACERS ile bilim insanları, her uydu geçişinde daha küçük ve hızlı hareket eden değişimleri ayırt etmeyi umuyor. Bir yıl içinde TRACERS, 3.000 manyetik yeniden bağlanma ölçümü toplayarak, bazı uzay havası olaylarının neden farklı evrimleştiğini belirlemeye yetecek bir örneklem büyüklüğüne ulaşacak.
NASA Goddard Uzay Uçuş Merkezi'nden TRACERS görev bilimcisi John Dorelli, "Bu görev, manyetosferdeki yeniden bağlanmanın küresel bir resmini sunmakla kalmayacak, aynı zamanda yeniden bağlanmanın Güneş rüzgarının durumuna nasıl bağlı olduğunu istatistiksel olarak incelememizi sağlayacak. Bu, manyetosferdeki uzay havasını nasıl tahmin edeceğimizi anlamamıza gerçekten yardımcı olacak," dedi.
TRACERS gibi bir görevle daha geniş bir bilgi birikimi elde etmek mümkün. Manyetik yeniden bağlanma Evren'in her yerinde yaygın olarak görülüyor ve aynı fiziksel süreçler Güneş'ten gelen Güneş patlamalarını ve koronal kütle atımlarını da üretiyor.
Yörüngeye Ortak Yolculuk
Çarşamba günkü fırlatmada TRACERS'a yörüngeye taşıyan başka uydular da vardı.
Bu ikincil yükler arasında, üç farklı ağ ile bağlantı kurabilen deneysel bir iletişim paketi taşıyan küçük bir teknoloji gösteri uydusu olan PExT (Polylingual Experimental Terminal) de bulunuyordu. Uluslararası Uzay İstasyonu ve Dünya yörüngesindeki diğer uydular şu anda NASA'nın veri röle uyduları aracılığıyla yerdeki kontrolcülere bağlanıyor. Ancak NASA, 2030'larda veri röle hizmetleri için ticari uydu ağlarını kullanmaya başlayacak.
Uzay ajansı, gelecekteki NASA uydularındaki telsizlerin görev sırasında ağlar arasında geçiş yapabilecek kadar esnek olması gerektiğini düşünüyor. PExT, bu gelecekteki görevler için bir öncü niteliği taşıyor.
NASA'nın Langley Araştırma Merkezi liderliğindeki Athena EPIC adlı başka bir teknoloji deneme görevi de Falcon 9 roketiyle havalandı. Bu görev, bir şirketin geliştirdiği ölçeklenebilir bir uydu platformunu kullanıyor ve uzayda faaliyet göstermesi gereken her şeyi bir araya getirmek için yapı taşlarından yararlanıyor.
Athena EPIC, Dünya'nın uzaya yaydığı enerji miktarını ölçmek için tek bir bilimsel enstrüman barındırıyor; bu veri iklim araştırmaları için önem taşıyor. Ancak görevin asıl amacı, bu gibi uyarlanabilir uydu tasarımlarının gelecekteki NASA görevleri için ne kadar faydalı olabileceğini göstermek.
Çarşamba günkü fırlatmanın yük listesini tamamlayan diğer birkaç yük de vardı. Bunlar arasında Van Allen radyasyon kuşaklarını ve uzay havasını araştıran bir uydu projesi olan REAL ve Avrupa Uzay Ajansı tarafından desteklenen deneysel bir 5G iletişim uydusu olan LIDE yer alıyordu. Ayrıca, Avustralyalı bir şirkete ait beş ticari uydu da dünyanın uzak bölgelerindeki hava trafik kontrolörleri ve uçaklar arasında iletişim sağlamak üzere küçük bir uydu takımına katılmak için fırlatıldı.
