A Johns Hopkins Egyetem Alkalmazott Fizikai Laboratóriumának, Laurel, Md. (APL) kutatói már képesek egyidejűleg mérni a mágneses és elektromos mezőket az ionoszféra nagy területein a Föld poláris tartományai felett, így biztosítva az első folyamatos az űr és a felső atmoszféra közötti elektromos áramok monitorozása és a poláris felső légkörbe áramló elektromos áram első térképeinek elkészítése. Ezek az előrelépések lehetővé teszik a globális űr időjárásának jobb megértését és előrejelzését, valamint segítenek megelőzni a kommunikációs és energiarendszerek megzavarását, amikor elektromágneses viharok sújtják a nemzetet.
A National Science Foundation által támogatott munka a globális műholdas kommunikációs hálózatként működő Iridium System műholdkonstelláció mind a 66 műholdján található magnetométereket használja. A Föld körül 470 mérföld magas, poláris pályákon keringve folyamatosan mérik a Föld pólusai feletti mágneses tereket. A JHU/APL tudósai technikákat fejlesztettek ki a légkör és az űr között folyó elektromos áramok aláírásának kinyerésére a mágneses mező leolvasásából. Ezután az űrben lévő elektromos áram térképei nagyjából ugyanúgy készülnek, mint a normál időjárási térképek az időjárási állomások mérései alapján.
Ugyanakkor a SuperDARN – a Super Dual Auroral Radar Network, egy tucatnyi radarból álló multinacionális hálózat, amely az ionoszféra tanulmányozására terjed ki a pólusok körül, amelyet az NSF és a NASA támogat, és Dr. Raymond A. APL tudós vezet. Greenwald – ugyanazokról a területekről veri vissza a radarjeleket, hogy megmérje az elektromos mezőt és annak percenkénti változásait.
"Az Iridium System és a SuperDARN adatok kombinálásával először tudjuk folyamatosan feltérképezni az űr és a Föld felső légköre között folyó erős áramlatokat" - mondja Brian J. Anderson, az APL kutatási tevékenységének vezetője. "Ez jelentős eredmény, mert ennek a környezetnek a megfigyelése rendkívül nehéz a hatalmas térfogata miatt, amely egy óra alatt 10-szeres is lehet. Az Iridium-pályák ideálisak ennek a nagy rendszernek a megfigyelésére, mivel az áramot a sarki régiókba vezetik., ahol a műholdak észlelik."
A műholdakról származó mágneses téradatokkal kapcsolatos kiterjedt tapasztalatokra alapozva az APL tudósai kifinomult jelfeldolgozási technikákat tudtak kifejleszteni a szükséges jelek automatikus kinyerésére az Iridium adatokból, így azok hasznos módon kombinálhatók a SuperDARN adatokkal. "Ez az erőfeszítés lényeges része volt" - mondja Anderson. „Ennyi műholddal lehetetlen lett volna az adatok gyakorlati elemzése."
Az elektromos áram térképei drámai eltolódásokat mutatnak a napszél változásai miatt. Ezek az eredmények lehetővé teszik a tudósok számára, hogy minden eddiginél pontosabban és kimerítőbben teszteljék a Föld űrkörnyezetének számítógépes modelljeit. Az energiaáramlás előzetes térképei felfedték a nagy magasságban a légkörbe áramló energia "forró pontjait", amelyek forró levegő zsebeket hoznak létre, amelyek felemelkednek, és ellenállást okoznak a rajtuk átrepülő űrhajóknak 300 mérföld alatti magasságban.
"Az időszerű, pontos űridőjárás-előrejelzések előzetes figyelmeztetést adnak az elektromágneses viharokra, amelyek a múltban kimutatták, hogy képesek megzavarni a kommunikációt, rontják a GPS pontosságát, megbénítják az elektromos hálózatokat, és veszélyes szinttel fenyegetik az űrhajósokat, műholdakat és repülőgépeket. a sugárzástól” – mondja Anderson.
Anderson bemutatta eredményeit az Amerikai Geofizikai Unió 2000. évi őszi ülésén San Franciscóban, december 15-én. További információ a http://sd-www.jhuapl.edu/constel_mag_science címen érhető el.
Az Applied Physics Laboratory a Johns Hopkins Egyetem non-profit laboratóriuma és részlege. Az APL elsősorban nemzetbiztonsági, valamint nemzeti és globális jelentőségű, nem védelmi projektek érdekében végez kutatást és fejlesztést. Az APL félúton található B altimore és Washington, D.C. között, Laurelben, Md.
