Les scientifiques savent depuis un certain temps que l'atmosphère terrestre perd plusieurs centaines de tonnes d'oxygène chaque jour. Ils comprennent comment cette perte d'oxygène se produit du côté nuit de la Terre, mais ils ne savent pas comment cela se passe du côté jour. Ils savent une chose cependant; ils se produisent pendant les aurores.

Selon un communiqué de presse de l'Observatoire de la Terre de la NASA, aucun événement de sortie d'oxygène n'est exactement le même, ce qui rend leur compréhension difficile. Ils appellent les événements « fontaines de gaz » qui s'échappent de la Terre lors de l'activité aurorale, et l'Observatoire de la Terre a pour mission de les comprendre.

La mission fait partie du programme Earth Observatory de la NASA appelé VISIONS-2 (Visualizing Ion Outflow via Neutral Atom Sensing-2), et cela nécessite certaines conditions. Il se déroule à Ny Alesund, Svalbard, La Norvège pour une bonne raison. C'est la colonie civile la plus septentrionale au monde. Il a un port libre de glace toute l'année, et une installation de lancement de fusée moderne. Il n'y a pas non plus de soleil dans la nuit d'hiver ici pour interférer avec l'étude des aurores.

Mais il y a autre chose qui en fait le cadre idéal pour la mission VISIONS-2. Tous les matins, Ny Alesund passe sous un point faible de la bulle magnétique terrestre. Le point faible est comme un entonnoir qui canalise le vent solaire féroce dans notre haute atmosphère. Cela provoque des affichages auroraux, et fait bouillir les gaz de notre atmosphère dans le vide de l'espace dans une fontaine aurorale.

Récemment, les chercheurs de VISIONS-2 ont lancé deux fusées-sondes pour étudier la perte d'oxygène pendant les aurores. Les fusées-sondes sont petites, fusées ciblées pouvant être lancées rapidement. Dans ce cas, les deux roquettes étaient chargées de caméras et d'autres instruments, et préparé pour le lancement.

L'équipe de lancement doit être très patiente. Mais bien sûr, ils ont la technologie de leur côté. Ils n'ont pas à attendre de voir l'aurore, ils ont été avertis à l'avance d'une aurore grâce au satellite Deep Space Climate Observatory (DSCOVR).

DSCOVR est l'observatoire du vent solaire de la NOAA. Il se trouve au point de LaGrange entre la Terre et le Soleil et indique à l'équipe VISIONS-2 quand le vent solaire est suffisamment puissant et orienté dans le bon sens pour provoquer des aurores. Au mieux, l'équipe reçoit environ une heure d'avertissement.

Même avec un avertissement préalable, l'équipe est prudente. Si le vent solaire s'avère trop faible, alors ils auront perdu le lancement. Si les conditions de vent terrestre dans l'atmosphère terrestre sont trop fortes, c'est aussi un problème. Les fusées ne sont pas guidées, ils doivent donc être orientés avant le lancement pour tenir compte des vents. Heureusement, l'équipe dispose d'un autre outil, ballons météo lancés toutes les 30 minutes, comme requis, pour tester le vent.

Les roquettes ont été mises en scène à Ny-Ålesund, Svalbard (Norvège), et les chercheurs ont attendu une aurore avant de lancer la paire. Le 7 décembre, 2018, les chercheurs ont lancé les deux fusées lors d'une aurore. La photo ci-dessous est une longue exposition des fusées, qui capture les deux lancements même s'ils ont eu lieu à quelques minutes d'intervalle.

La mission a utilisé une paire de fusées afin de pouvoir utiliser un mélange d'instruments différents dans chacune. Certains instruments nécessitaient une plate-forme tournante et d'autres non. Une paire de fusées lancées à quelques minutes d'intervalle a également permis à des instruments similaires de prendre des lectures au fil du temps. L'image ci-dessus montre les allumages et les burnouts du premier étage des deux fusées, comme ils ont été envoyés en mission pour étudier la perte d'oxygène dans l'atmosphère terrestre.

"Nous avons eu une expérience incroyable en construisant ces charges utiles très complexes et capables, les intégrer et les tester chez Wallops, puis les amener sur le terrain, " a déclaré Doug Rowland, chercheur principal de la mission et physicien de l'espace au Goddard Space Flight Center de la NASA. "Le lancement a été un moment très émouvant, encore plus quand nous avons vu que tous les instruments avaient bien fonctionné et que les conditions scientifiques étaient bonnes. »

Après le lancement, il y a dix minutes pour que la fusée fasse son travail dans la fontaine atmosphérique. Les caméras d'imagerie à atomes neutres créent une image de la fontaine de l'intérieur et de l'extérieur. La caméra aurorale documente l'aurore elle-même, sa température, intensité, et hauteur. Si tout va bien, l'équipe de recherche est récompensée par un « mur de la science ».

Le lancement du 7 décembre semble avoir été un succès. Un premier examen des données montre que les instruments ont fonctionné correctement et ont renvoyé les données souhaitées. "Je crois que nous avons vu la 'fontaine atmosphérique, '", a déclaré Rowland. Les données doivent encore être analysées et mises à l'échelle, « mais nous pouvons en avoir la preuve sous plusieurs angles. »

Terre, évidemment, est une dynamique, vie, planète active. Il se passe beaucoup de choses ici. Le projet VISIONS-2 est conçu non seulement pour nous aider à mieux comprendre notre propre planète, mais aussi d'autres planètes. Quelles planètes sont habitables ? Pourquoi certains sont-ils si désolés ? Comment une planète comme Mars, qui avait autrefois une atmosphère, le perdre?

L'atmosphère terrestre ne disparaîtra pas de sitôt. Pas avant que le soleil ne devienne une géante rouge dans environ 5 milliards d'années, De toute façon. A ce moment lointain, le Soleil en expansion fera bouillir notre atmosphère comme rien. Ensuite, nous avons terminé.

La quantité d'oxygène (et d'hydrogène) perdue dans l'atmosphère terrestre au cours de ces aurores est infime. Plusieurs centaines de tonnes par jour peuvent sembler beaucoup, mais ce n'est pas le cas. Dans tous les cas, la photosynthèse aide à restaurer l'oxygène. C'est toujours une pièce importante du puzzle pour comprendre comment les choses fonctionnent, bien que, et quels sont les détails de la relation entre la Terre et son étoile.