Space Shuttle Discovery op het lanceerplatform. Afbeelding tegoed: NASA. Klik om te vergroten.
Een nieuwe studie, gedeeltelijk gefinancierd door het Naval Research Laboratory en de National Aeronautics and Space Administration (NASA), meldt dat uitlaatgassen van de spaceshuttle slechts enkele dagen na de lancering grote wolken boven Antarctica kunnen creëren, wat een waardevol inzicht biedt in wereldwijde transportprocessen in de lagere thermosfeer [mhs1]. Uit dezelfde studie blijkt ook dat de uitlaatpluim van de hoofdmotor van de shuttle kleine hoeveelheden ijzer vervoert die vanaf de grond, een halve wereld verderop, kunnen worden waargenomen.
Het internationale team van auteurs van het onderzoek, dat in het nummer van 6 juli van Geophysical Research Letters zou verschijnen, gebruikte de STS-107 Shuttle-missie als casestudy om aan te tonen dat uitlaatgassen die vrijkomen in de lagere thermosfeer, op bijna 110 kilometer hoogte, Antarctica kunnen vormen polaire mesosferische wolken (PMC's). De thermosfeer is de hoogste laag in onze atmosfeer, met de mesosfeer (tussen 50-90 kilometer boven de aarde), de stratosfeer en de troposfeer eronder.
Nieuwe observaties gepresenteerd door het onderzoeksteam van de Global Ultraviolet Imager (GUVI) op NASA's Thermosphere, Ionosphere, Mesosphere, Energetics and Dynamics (TIMED) -satelliet onthullen het transport van de STS-107-uitlaat naar het zuidelijk halfrond, slechts twee dagen na de lancering in januari 2003 . Water uit de uitlaat leidde uiteindelijk tot een aanzienlijke uitbarsting van PMC's tijdens de zuidelijke poolzomer 2002-2003, waargenomen door het Solar Backscatter Ultraviolet (SBUV) -satellietexperiment. Het interhemisferische transport gevolgd door Antarctische PMC-vorming was onverwacht.
PMC's, ook wel bekend als nachtlichtende wolken, verschijnen op een hoogte van 83 kilometer en bestaan uit waterijsdeeltjes die zijn ontstaan door microfysische processen van nucleatie, condensatie en sedimentatie. Ze verschijnen meestal in de ijskoude poolmesosfeer waar de temperatuur onder de 130 daalt? Kelvin (-220 ° F). Er is weinig bekend over de specifieke processen die tot PMC-vorming leiden.
Volgens de hoofdauteur van de studie, Dr. Michael Stevens, een onderzoeksfysicus aan de E.O. Hulburt Center for Space Research in het Naval Research Laboratory, leverde het onderzoek meerdere baanbrekende wetenschappelijke resultaten op.
"Dit onderzoek is opwindend omdat het een nieuwe verklaring geeft voor de vorming van deze wolken door het wereldwijde effect van een Shuttle-uitlaatpluim te demonstreren in een regio van de atmosfeer die traditioneel niet goed begrepen werd", aldus Stevens.
Sommigen zijn van mening dat de impact van antropogene veranderingen in de lagere atmosfeer wordt weerspiegeld in deze bovenste atmosferische wolken. Hoewel PMC's van oudsher alleen in het poolgebied zijn waargenomen, zijn PMC's de afgelopen jaren waargenomen op lagere breedtegraden tot ver in het zuiden van [mhs2] Colorado en Utah, waardoor de belangstelling is herwonnen en de discussie over de implicaties is aangewakkerd. Echter, de bevindingen van dit werk "stellen de interpretatie van de impact van PMC-trends aan het eind van de 20e eeuw uitsluitend ter discussie in termen van wereldwijde klimaatverandering", aldus Stevens. Het team concludeert dat het water uit de uitlaatpluim van een spaceshuttle een opmerkelijke 10-20 procent kan bijdragen aan PMC's die tijdens een zomerseizoen op Antarctica worden waargenomen.
Een belangrijk gegeven dat de aankomst van de pluim op Antarctica bevestigde, was de waarneming van ijzeratomen op de grond nabij 110 km. De aanwezigheid van ijzer op deze hoogte was aanvankelijk perplex voor wetenschappers omdat er geen natuurlijke bron bekend is. De gegevens impliceren dat ijzer dat door de hoofdmotoren van de shuttle was weggelaten of verdampt, samen met de waterpluim werd vervoerd en drie tot vier dagen na de lancering in januari 2003 op Antarctica arriveerde. Zowel de waterpluim als de aanwezigheid van ijzer tonen aan dat de gemiddelde wind uit het zuiden, afgeleid uit de gegevens van het team, veel sneller is dan verkregen uit globale circulatiemodellen of windklimaten.
"Dit vertelt ons iets nieuws en spannends over transport in deze regio van de atmosfeer", zei Stevens. “Het kan zo snel zijn dat een shuttlepluim ijs boven Antarctica kan vormen voordat andere verliesprocessen echt effect kunnen sorteren. Vanwege deze bijdrage van de shuttle en de potentiële bijdrage van vele andere kleinere lanceervoertuigen moeten we heel voorzichtig zijn bij het interpreteren van de implicaties op lange termijn voor waarnemingen en kenmerken van deze wolken. ”
NRL en NASA financierden het onderzoek met bijdragen van de National Science Foundation, de British Antarctic Survey in Cambridge, Verenigd Koninkrijk, en de University of Illinois, Urbana-Champaign. Andere onderzoekers van het onderzoek zijn Robert Meier van de George Mason University, Fairfax, Va .; Xinzhao Chu van de Universiteit van Illinois, Urbana-Champaign; Matthew DeLand van Science Systems & Applications, Inc., Lanham, Md .; en John Plane van de University of East Anglia, Norwich, Verenigd Koninkrijk.
Oorspronkelijke bron: NRL-persbericht
