Руска "птица" и америчка "буба" у потрази за муњама

22-11-2013 03:14:11 | | Глас Русије, фото: ЕПА/ vostok.rs |


Микросателит Firefly („Свитац“, САД) је лансиран са космодрома на острву Валопс на ракети-носачу „Минотаур I ". Апарат је намењен зa истраживање муња из свемира – између осталог, истраживачи планирају да открију шта доводи до убрзања електрона до енергије, у поређењу са оном која настаје при експлозијама супернових звезда. На том задатку већ скоро две године у орбити успешно ради микросателит "Чибис-М", чије многе карактеристике има " Firefly ".

„„Firefly“ - наносателит (тежине од 1 до 10 кг) из серије "кубсатов“ (CubeSat). На уређају величине примерно 10х10х30,5 цм налазе се два научна инструмента и службени системи. Главни инструмент – детектор гама-зрака GRD, који ће бележити веома високо гама и рентгенско зрачење, изазвано пражњењем муња, као и електрона високе енергије. Други инструмент VP комбинује пријемник веома ниске фреквенције и оптички фотометар.

Муња - широко распрострањена појава, али, чудно, врло слабо изучена. Почетком 90-их уз помоћ опсерваторије Compton (НАСА ) и сателита RHESSI откривени су такозвани земаљски гама-зраци (Terrestrial Gamma-ray Flashes или TGF), који су повезани са муњама на Земљи. Невероватна чињеница: гама-зраци се стварају убрзавањем електрона до веома високе енергије, која се може упоредити са оном при експлозијама супернових звезда, и одједном долазимо до тога да се ови процеси не догађају у далеким галаксијама, већ управо на Земљи.

Физичко објашњење како настаје TGF, дали су руски физичари са Физическог институт „П. Лебедева“ РАН, на челу са академиком Александром Гуревичем, који је предложио модел "пробоја са одбеглим електронима“. Ако на систем (у овом случају олујни облаци у атмосфери) управите значајно електрично поље, тада судари неће бити у стању да зауставе електроне који ће почети слободно да се убрзавају.

Ударајући у молекуле из окружења, они ће као лавина почети да ослобађају друге високо енергетске електроне. Тако настаје пробој.

Током грмљавине, стално електрично поље ствара наелектрисање у облацима, а затим убрзане честице доводе до гама зрачења. Њега се не треба плашити: густа атмосфера га апсорбује, тако да гама зраци слободно пролазе, фактички, само према горе, у свемир.

Да би се тестирао овај модел и више сазнало о грмљавинама – томе је и намењен пројекат "Firefly". Рад на њему је почео у 2008, са лансирањем у 2010-11, али из финансијских разлога је био одложен, како се испоставило, до 2013. Пројекат финансира америчка Национална фондација за науку (National Science Foundation, NSF), а изводе га Центар за космичке летове „Годард“ и НАСА заједно са неколико универзитета и других образовних институција у САД.

Очекује се да ће "Firefly" провести у орбити најмање три месеца и да ће регистровати сигнале од око 50 олуја дневно.

"Firefly" ће пратити руски микросателит "Чибис-М", који је први мали апарат специјално намењен за муње (лансиран је у орбиту почетком 2012). "Чибис-М" је мало већи од свог америчког "брата": тежине 40 килограма, од чега једну трећину чине научни инструменти, који обухватају скуп детектора за проучавање муња у скоро читавом енергетском опсегу: од радио до гама зрачења ("Firefly" „испушта“ ултраљубичасте и радиодиапазон). Уређаји су врло слични и по другим својствима, на пример, оба раде на „бистабилном пољу". То значи да бележење резултата инструмената на дугорочној меморији почиње тек када проток детектованих фотона пређе одређени праг. Даље, програм "Чибис-М", као и „Firefly", укључује едукативну компоненту, која се тиче не само студената, већ ученика. Коначно, оба пројекта финансирају научне организације. "Чибис-М" - то је први микросателит, направљен од стране Руске академије наука на бази универзалне микроплатформе "Чибис", створене у Институту за космичка истраживања РАН. Они су пронашли оригинални начин слања микросателита у орбиту уз помоћ старог "Прогреса". Након одвајања од МКС, брод са остатком горива подиже орбиту и "пушта" микросателит из специјалног транспортног контејнера ( "кубсате" лансирају као успутни терет на обичним ракетама-носачима) да слободно лети.

"Чибис-М" се налази у космосу скоро две године. За то време је постало јасно да је услове у олујном облаку током пражњења, немогуће репродуковати у лабораторији: ради се о сувише великим димензијама - од неколико десетина метара до неколико стотина километара. Такође, при проучавању феномена неопходно је узети у обзир фракталне особине распореда наелектрисања у облаку и како на проток наелектрисања утиче нехомогена турбулентна средина. На ово се раније мало обраћало пажње при проучавању атмосферског електрицитета.

Проучавање муња из космоса је тек на почетку, а у 2015 ће се "Чибису" и "Firefly" придружити и француски микросателит TARANIS, назван по келтском богу грома и небеске ватре.

Олга Закутњаја,