Rymdfärja Upptäckt på startplattan. Bildkredit: NASA. Klicka för att förstora.
En ny studie, delvis finansierad av Naval Research Laboratory och National Aeronautics and Space Administration (NASA), rapporterar att avgaser från rymdfärjan kan skapa höghöjdsmoln över Antarktis bara dagar efter lanseringen, vilket ger värdefull insikt om globala transportprocesser i den nedre termosfären [mhs1]. Samma studie finner också att bussens huvudmotoravgasrör innehåller små mängder järn som kan observeras från marken, en halv värld bort.
Det internationella teamet av författare till studien, som framträdde i 6 juli-numret av Geophysical Research Letters, använde STS-107 Shuttle-uppdraget som en fallstudie för att visa att avgaser som släpps ut i lägre termosfär, nära 110 kilometer höjd, kan bilda Antarktis polära mesosfäriska moln (PMC). Termosfären är det högsta lagret i vår atmosfär, med mesosfären (mellan 50-90 kilometer över jorden), stratosfären och troposfären under.
Nya observationer presenterade av forskarteamet från Global Ultraviolet Imager (GUVI) på NASA: s satellit Thermosphere, Ionosphere, Mesosphere, Energetics and Dynamics (TIMED) avslöjar transport av STS-107 avgas till södra halvklotet bara två dagar efter lanseringen i januari 2003 . Vatten från avgaserna ledde till slut till en betydande spräng av PMC under den södra polära sommaren 2002-2003, observerad av Solar Backscatter Ultraviolet (SBUV) satellitförsök. Den mellanhemisfäriska transporten följt av antarktisk PMC-bildning var oväntad.
PMC, även känd som nattaktiga moln, förekommer nära 83 kilometer höjd och består av vattenispartiklar som skapas genom mikrofysiska processer av kärnbildning, kondens och sedimentation. De förekommer vanligtvis i den isiga polära sommarmesosfären där temperaturen sjunker under 130? Kelvin (-220? F). Lite är känt om de specifika processerna som leder till PMC-bildning.
Enligt studiens huvudförfattare, Dr. Michael Stevens, en forskningsfysiker vid E.O. Hulburt Center for Space Research at Naval Research Laboratory, forskningen gav flera banbrytande vetenskapsresultat.
"Denna forskning är spännande eftersom den utvidgar en ny förklaring till bildandet av dessa moln genom att demonstrera den globala effekten av en Shuttle-avgasrör i en region i atmosfären som traditionellt inte har kunnat förstås väl," sade Stevens.
Vissa tror att påverkan av antropogen förändring i den nedre atmosfären återspeglas i dessa övre atmosfäriska moln. Även om PMC: er historiskt sett bara har setts i den polära regionen, har de senaste åren upptäckts PMC: er på lägre breddegrader så långt söderut som [mhs2] Colorado och Utah, förnyande av intresse och uppmuntrande debatt om konsekvenserna. Men resultaten från detta arbete, "ifrågasätter tolkningen av effekterna av PMC-trenderna i slutet av 1900-talet enbart när det gäller globala klimatförändringar," sade Stevens. Teamet drar slutsatsen att vattnet från en rymdfärjes avgaser kan bidra med anmärkningsvärda 10-20 procent till PMC som observerats under en sommarsäsong i Antarktis.
En viktig uppgift som bekräftade plommans ankomst till Antarktis var den markbaserade observationen av järnatomer nära 110 km. Förekomsten av järn i denna höjd förvirrade ursprungligen forskare eftersom det inte finns någon känd naturlig källa där. Uppgifterna antyder att järn som ablaterades eller förångats av de viktigaste motorerna i Shuttle transporterades tillsammans med vattenröret och anlände till Antarktis tre till fyra dagar efter lanseringen i januari 2003. Både vattenröret och närvaron av järn visar att den genomsnittliga sydvädervinden som härleds från teamets data är mycket snabbare än samlat från globala cirkulationsmodeller eller vindklimatologier.
"Detta berättar för oss något nytt och spännande om transport i denna atmosfärregion," sade Stevens. ”Det kan vara så snabbt att en skyttelplomme kan bilda is över Antarktis innan andra förlustprocesser verkligen kan träda i kraft. Vi måste vara mycket försiktiga med att tolka de långsiktiga konsekvenserna av observationerna och funktionerna i dessa moln på grund av detta bidrag från skytteln och det potentiella bidraget från många andra mindre lanseringsfordon. ”
NRL och NASA finansierade studien med bidrag från National Science Foundation, British Antarctic Survey i Cambridge, Storbritannien och University of Illinois, Urbana-Champaign. Andra forskare på studien inkluderar Robert Meier från George Mason University, Fairfax, Va .; Xinzhao Chu från University of Illinois, Urbana-Champaign; Matthew DeLand från Science Systems & Applications, Inc., Lanham, Md .; och John Plane från University of East Anglia, Norwich, Storbritannien.
Originalkälla: NRL News Release
