Warum bekommt ein Raumschiff, das in die Sonne starrt, eine wolkige Sicht?

Der Mutterstern der Erde kann ziemlich launisch sein, was Astronomen dazu zwingt, Satelliten zu starten und Missionen zu untersuchen, um die massiven Sonneneruptionen genau zu beobachten. Aber Instrumente, die auf die Sonne gerichtet sind, neigen dazu, verschwommen zu sehen, was auf eine mysteriöse Schicht zurückzuführen ist, die Wissenschaftler seit Jahren verwirrt.

Bordinstrumente der NASA Observatorium für Sonnendynamik (SDO), das seit 2010 die Sonne überwacht, erniedrigt um 40 % innerhalb von fünf Jahren nach seiner Einführung. Heute hat eine Gruppe von Wissenschaftlern möglicherweise endlich den Grund für das trübe Aussehen des Raumfahrzeugs herausgefunden: Wasser.

sagte Robert Berg, ein Forscher am US National Institute of Standards and Technology (NIST) und einer der Autoren hinter der neuen Forschung. Bleiben Sie Gepostet in HeliophysikUnd In einer E-Mail an Gizmodo. Frühere Studien, fügte er hinzu, „beschrieben die Oxidation als eine von mehreren möglichen Ursachen, aber Wasser wurde nicht als Oxidationsmittel vorgeschlagen.“

Um den Code zu entschlüsseln, verwendeten die Wissenschaftler hinter der neuen Studie einen zimmergroßen Teilchenbeschleuniger, um die Bedingungen des Weltraumwetters zu replizieren. Sie fanden heraus, dass sich Sauerstoffatome aus Wassermolekülen mit Aluminium aus Raumfahrzeuginstrumenten verbinden, um eine trübe Schicht aus Aluminiumoxid zu erzeugen, die Sonnenstrahlen blockiert.

In einer neuen Forschungsarbeit, die am Donnerstag veröffentlicht wurde, beschreiben Wissenschaftler des National Institute of Standards and Technology (NIST) und des Laboratory for Atmospheric and Space Physics an der University of Colorado Boulder diese wichtigen neuen Erkenntnisse. „Wir waren nicht in der Lage, jahrelanger Strahlung auszusetzen, aber in Kombination mit dem Oxidwachstumsmodell zeigten wir sehr überzeugend, dass Wasserdampf in Kombination mit ultraviolettem Licht die beobachteten Verluste verursachen kann“, sagt Charles Tarrio, Physiker vom NIST (NIST). und der Hauptautor der neuen Studie, erklärt in einer E-Mail.

G/O Media kann eine Provision verdienen

Bis zu 75 % Rabatt

Lenovo Jahresverkauf

Sparen Sie bei Laptops, Desktops und mehr
Wenn Sie Ihren Wohnraum, Ihre Garderobe und andere Bereiche Ihres Lebens modernisiert haben, ist es an der Zeit, weiterzumachen und sich auch neue Technologien anzuschaffen. Und wann könnte man sich einen neuen Laptop oder Desktop-Computer besser zulegen als während der jährlichen Schlussverkaufsaktion von Lenovo? Bis zum 16. März können Sie beim Einzelhändler bis zu satte 75 % auf Computer und Elektronik sparen. Wir haben einige unserer Tipps unten ausgewählt.

Raumfahrzeuge zur Sonnenbeobachtung verwenden Aluminiumfilter – jeder kleiner als eine Briefmarke und dünner als ein menschliches Haar – um extremes ultraviolettes Licht zu sammeln, eine Wellenlänge des von der Sonne emittierten Lichts, die für das menschliche Auge zu kurz ist, um sie zu sehen. Obwohl das EUV nur einen kleinen Teil der gesamten von der Sonne emittierten Lichtmenge ausmacht, spielt es eine entscheidende Rolle bei der Benachrichtigung von Wissenschaftlern, wenn ein Stern kurz vor dem Kollaps steht.

Die Sonne setzt manchmal Energieausbrüche frei, die als bekannt sind Koronarer Massenauswurf–Riesige Explosionen geladener Teilchen die sich wie heiße Peitschen von der Sonne wegstrecken. Diese Ereignisse können uns hier auf der Erde betreffen und geomagnetische Stürme erzeugen, die Störungen der Stromnetze und Navigationssysteme verursachen.

Durch die Beobachtung der Sonne mit Sonnensonden und Satelliten können Wissenschaftler ihren Ausbruchszeitplan besser in den Griff bekommen. Leider verlieren Raumfahrzeuge, die der Sonne zugewandt sind, ihre Fähigkeit, ultraviolettes Licht einzufangen, innerhalb weniger Jahre nach ihrer Inbetriebnahme. Ein Raumfahrzeugfilter lässt zu Beginn seiner Mission typischerweise etwa 50 % des EUV-Lichts durch seinen Detektor durch, wobei es innerhalb eines Jahres auf 25 % und innerhalb von fünf Jahren auf 10 % abfällt Nest. Die Forscher stützten dies auf ihre Studie von SDO, sagen aber, dass andere Raumfahrzeuge das gleiche Schicksal erlitten haben.

Weitere Beispiele für die Verschlechterung von Raumfahrzeugen sind das LYRA-Instrument an Bord des europäischen PROBA2-Satelliten, das SOLSPEC-Instrument an Bord der SOLAR-Nutzlast der Internationalen Raumstation, das zur Messung der Sonnenenergie verwendet wurde, und der Solar Diameter Imager und das Surface Mapper-Teleskop an Bord des PICARD-Raumfahrzeugs Berge.

Jahrelang dachten Wissenschaftler, dass die Filter eine Kohlenstoffschicht entwickeln, die das Ergebnis einer Kontamination auf Raumfahrzeugen ist. Aber die gleiche Gruppe von Wissenschaftlern steht hinter der neuen Forschung Diese Theorie wird 2021 widerlegt Bevor es zurück ans Reißbrett geht. „Die andere Sache, die auf Oxidation hinweist, ist, dass Raumfahrzeuginstrumente in den letzten Jahrzehnten immer sauberer gebaut wurden, mit dem Ziel, die Quellen organischer Moleküle zu eliminieren, die zur Kohlenstoffablagerung führen“, sagte Tarrio. Viele Werkzeuge weisen jedoch immer noch eine erhebliche Verschlechterung auf. Das nimmt dem Kohlenstoffwachstum ab.“

Unter Verwendung eines Teilchenbeschleunigers zur Erzeugung von EUV-Licht lenkten die Forscher dieses Licht mithilfe von Spiegeln in die Filter des Raumfahrzeugs und setzten sie gleichzeitig Wasserdampf aus. Nach 20 Tagen hatten die Filter eine Aluminiumoxidschicht entwickelt. Die Schicht war nicht dick genug, um die Fähigkeit der Filter zu beeinträchtigen, EUV-Licht einzufangen, aber sie wurde wahrscheinlich über einen längeren Zeitraum dicker. Wissenschaftler haben auch theoretische Modelle erstellt, die mit dem übereinstimmen, was mit dem Raumschiff im wirklichen Leben geschah.

Wie ist die Oxidschicht überhaupt entstanden? Wissenschaftler glauben, dass Wasser aus der thermischen Decke des Raumfahrzeugs, das zur Steuerung der Temperatur des Raumfahrzeugs verwendet wird, mit dem Aluminium im Filter reagiert, um die Eloxalschicht zu erzeugen, die verhindert, dass Licht durch den Detektor gelangt.

Die neue Forschung könnte dazu beitragen, Raumfahrzeuge besser zu konstruieren, die in Zukunft in Richtung Sonne blicken, um deren raschen Verfall zu verhindern. Eine Sache, die die Forscher vorgeschlagen haben, ist das Hinzufügen einer Kohlenstoffschicht, um die Bewegung von Aluminiumionen zu stoppen, sowie Rohre, die das Eindringen von Wasserdampf verhindern.

mehr: Ein Raumschiff, das die Sonne umkreist, macht erstaunliche Bilder eines koronalen Massenauswurfs