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Le trafic de lancement spatial peut influencer de mystérieux nuages ​​nocturnes dans l’atmosphère terrestre

Une étude financée par la NASA donne aux scientifiques un aperçu de la formation des «nuages ​​qui brillent la nuit» dans la haute atmosphère – et du rôle que joue le trafic spatial croissant dans ce phénomène.

Les scientifiques connaissent ces nuages ​​de haut vol depuis au moins la fin des années 1800 – bien avant le l’ère spatiale lancée en 1957. Des recherches plus récentes, cependant, montrent que ces nuages ​​ont tendance à se former dans les zones de haute altitude avec une vapeur d’eau abondante, comme ce qui est produit après les lancements de fusées modernes.

Les nuages ​​mésosphériques polaires (PMC), comme les nuages ​​sont officiellement appelés, sont des ensembles de cristaux de glace généralement trouvés au-dessus des pôles nord ou sud à la fin du printemps et en été. Ils sont plus faciles à repérer crépuscule quand le soleil brille sur eux juste en dessous de l’horizon terrestre.

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« Ce qui a suscité beaucoup d’intérêt pour ces nuages, c’est leur sensibilité – ils se produisent juste au bord de la viabilité dans la haute atmosphère, où il fait incroyablement sec et incroyablement froid », auteur principal Richard Collins, physicien spatial à l’Université. d’Alaska, Fairbanks, dit dans un communiqué. « Ils sont un indicateur très sensible des changements dans la haute atmosphère – changements de température et / ou changements de vapeur d’eau. »

Collins et son équipe ont suivi l’histoire d’origine des PMC en utilisant la mission Super Soaker de la NASA, qui utilisait une petite fusée suborbitale qui a volé dans l’espace depuis l’Alaska. L’étude suggère que la vapeur d’eau provenant de tels lancements peut abaisser la température dans la région immédiate et créer un nuage brillant. Les membres de l’équipe ont constaté que cela se produisait même en janvier dans les conditions les plus difficiles de la Arctique – lorsque les PMC ne se forment généralement pas.

« Nous voulions nous assurer d’éviter de mélanger des PMC artificiellement créés et naturels. De cette façon, nous pouvions être sûrs que tout PMC que nous avons observé était attribuable à l’expérience Super Soaker, » Irfan Azeem, physicien spatial à Astra au Colorado et chercheur principal de la mission Super Soaker, a déclaré dans le même communiqué.

Après que la fusée a été lancée le 26 janvier 2018 à partir de la zone de recherche de Poker Flat près de Fairbanks, elle a volé à 85 kilomètres d’altitude et a délibérément libéré 485 livres. (219 kilogrammes) d’eau emballée dans un bidon. À peine 18 secondes plus tard, un radar laser au sol a capté la signature d’un PMC.

Une photographie de nuages ​​mésosphériques polaires prise depuis la Station spatiale internationale en 2012. (Crédit d’image: Johnson Space Center / Station spatiale internationale de la NASA)

L’équipe a également mis ses résultats dans un modèle pour estimer la formation des PMC. Le modèle suggérait que l’eau de Super Soaker devait avoir refroidi l’air de façon spectaculaire, d’environ 45 degrés Fahrenheit (25 degrés Celsius). «Nous n’avons pas de mesures directes de la température du nuage, mais nous pouvons déduire ce changement de température en fonction de ce que nous pensons nécessaire pour que le nuage se forme», a déclaré Collins.

Alors que cette expérience a jeté de la vapeur d’eau dans l’air avec une cartouche, la vapeur d’eau est un sous-produit commun des satellites et des lancements de fusées – comme avec le navette spatiale qui a volé du centre spatial Kennedy de la NASA entre 1981 et 2011. Un lancement de la navette spatiale a stimulé 20% de la masse de glace PMC observée en une saison, ont déclaré les membres de l’équipe dans leur communiqué.

« Lorsque la vapeur d’eau gèle, elle se transforme en cristaux de glace. Mais ces cristaux de glace absorbent la chaleur encore mieux que l’eau sous forme de vapeur. Au fur et à mesure que les cristaux de glace se réchauffent, ils finissent par se sublimer en vapeur et le cycle se répète », a ajouté la NASA. la déclaration.

Les effets du trafic spatial doivent être surveillés et si lancements de fusées augmenter considérablement, les chercheurs insistent pour que les PMC soient davantage modélisés pour comprendre ce qui se passe dans un environnement artificiel. (Plus de trafic spatial est déjà une réalité et pourrait s’accélérer avec le lancement de plus de cubesats et de petits satellites dans les années à venir.)

Un article basé sur le travail de l’équipe a été publié le 1 février dans le Journal of Geophysical Research: Space Physics.

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