NASAは最近、アラスカで2回の探査ロケット打ち上げミッションを成功裏に実施し、豪華なオーロラに3発のロケットを直接送り込んだ。高品質の現場観測データを取得するために、この驚異の天空の背後にある秘密の強力な電流システムに初めて「忍び込み」ました。
この作戦には、ブラック・アンド・ディフューズ・オーロラ科学探査ミッションと、グナイス（地球物理学的非平衡電離層システム科学）と呼ばれるツインロケット・ミッションが含まれており、どちらもフェアバンクス近くのポーカー・フラット・リサーチ・レンジから打ち上げられる。
「Dark and Diffuse Aurora Science Surveyor」ロケットは現地時間2月9日午前3時29分にアラスカから打ち上げられ、高度約224マイル（約360キロ）まで飛行した。プロジェクトリーダーのマリリア・サマラ氏は、ロケットに搭載されたすべての科学機器と技術検証用負荷は正常に動作しており、チームはオーロラの「暗闇」と拡散構造を分析するための貴重な情報を提供する非常に高品質のデータを取得したと述べた。
直後に、グナイス2連ロケットミッションが2月10日の1時19分00秒と1時19分30秒に連続して打ち上げられた。2つのロケットはほぼ同時に同じオーロラ帯の上を飛行し、最高飛行高度はそれぞれ約198.3マイル（319.06キロメートル）と198.8マイル（319.94キロメートル）であった。プロジェクトリーダーでダートマス大学教授のクリスティーナ・リンチ氏は、すべての地上局、サブロード、拡張計器ブームが予想通りに機能し、チームは打ち上げ作業と予備データのパフォーマンスに「非常に満足している」と述べた。
科学者らは、オーロラ現象は本質的に、宇宙から地球の上層大気への高エネルギー電子の流れと、電球を照らすためにフィラメントを流れる電流のような、ガス分子との衝突後に生成される発光であると指摘した。しかし、まばゆい光は巨大な回路全体の一部にすぎません。どのような回路でも、電流は閉ループを形成する必要があります。オーロラを生成するために大気中に流入する電子ビームは比較的集中していますが、回路を完成する「戻り」電子はより混沌としており、衝突、風力場、圧力差、変化する電場と磁場の影響を受けて動き回り、最終的には宇宙に戻る道を見つけます。
この巨大な回路がどのように閉ざされているかを真に理解するには、ロケットがどこに飛んでいくかを知るだけでは十分ではありません。研究者は、帰還電流が大気中でどのように広がるかをマッピングする必要があります。これには、多くのパスを同時に追跡する必要があり、大きな技術的課題となります。この目的を達成するために、GNEISS ミッションは、高高度プラズマ中のオーロラ電流の構造を再構築するために、「2 つの矢印の連携 + 地上受信ネットワーク」を通じて医療用の「CT スキャン」と同様の 3 次元イメージング ソリューションを構築しました。
飛行中、2 つのロケットは、似ているがわずかに異なる軌道に沿って同じオーロラ領域を通過し、それぞれ 4 つのサブペイロードを放出して、発光領域内の複数の地点で同時観測を実施しました。ロケットは継続的に地上に無線信号を送信し、X線が人体のさまざまな組織を通過するときに吸収が異なるのと同様に、無線信号が周囲のプラズマを通過するときに「書き換え」られます。研究者らは、信号の小さな変化を分析することで、プラズマ密度分布と電流チャネルの位置を反転させ、オーロラ環境の大規模な三次元「電流マップ」を取得します。
オーロラ流は基本的な物理的な問題であるだけでなく、「宇宙天気」とも密接に関係しています。科学者らは、これらの流れが、宇宙からのエネルギーが地球の上層大気中にどのように定着し、分布するかを制御していると指摘しています。海流が広がると、地域の大気を加熱し、強風を引き起こし、乱気流を引き起こす可能性があり、その高度を飛行または通過する衛星に影響を与える可能性があります。近年、科学研究コミュニティは、地上の光学観測や周回衛星を通じて多角的な共同研究を実施しています。その中で、2025年3月に打ち上げられたNASAのEZIE衛星ミッションは、宇宙からオーロラ流を監視しており、このロケットの「パススルー」現場測定を補完している。
この打ち上げ期間中に、NASA は「黒色オーロラ」と呼ばれるオーロラ内の暗い点の検出に焦点を当てた「暗黒および拡散オーロラ科学調査員」ミッションを同時に実施しました。現在の理論では、これらの異常に「暗くなった」領域は電流の流れの局所的な急激な反転を示し、回路全体で重要な役割を果たしている可能性があると示唆されています。このミッションは、天候と科学的条件が思わしくないため、2025 年に延期されました。この飛行の成功は、科学研究チームがこの分野を研究するための体系的なデータの最初のバッチをついに入手したことを意味します。
研究者らは、オーロラは宇宙プラズマ、地球の磁場、大気の間の相互作用の結果であり、それには電流、荷電粒子、無数の微視的衝突が含まれると述べた。地球の宇宙環境を理解するための重要な「窓」です。地表のオーロラを長時間「見上げる」のとは異なり、観測ロケットは科学者に、オーロラが最も活発な時期にオーロラの中を直接移動し、重要なエリアに機器を送り込んで「短く、平坦で、速い」正確なタスクを実行する貴重な機会を提供する。このような高い空間的および時間的解像度の観測を通じて、研究者たちは空のつかの間の光と影を、宇宙天気がどのように私たちの惑星を形作るかを明らかにする深い知識に変換しています。