三枚NASA火箭直击北极光的电光核心

此次行动包含“阴郁与弥散极光科学测量者”（Black and Diffuse Auroral Science Surveyor）义务，以及名为“GNEISS”（Geophysical Non-Equilibrium Ionospheric System Science，地球物理非均衡电离层体系科学）的双火箭义务，发射地点均位于费尔班克斯邻近的扑克弗拉特实验场（Poker Flat Research Range）。

“阴郁与弥散极光科学测量者”火箭于本地时光2月9日凌晨3时29分从阿拉斯加升空，飞翔高度约达到224英里（约360公里）。项目负责人玛丽莉亚·萨马拉表示，火箭搭载的所有科学仪器及技巧验证载荷均运行正常，团队已获得质量极高的数据，为解析极光中的“阴郁”和弥散构造供给了宝贵材料。

紧接厥后的是GNEISS双火箭义务，该义务于2月10日1时19分00秒和1时19分30秒先后发射，两枚火箭几乎同时飞入同一片极光带上空，最高飞翔高度分别约为198.3英里（319.06公里）和198.8英里（319.94公里）。项目负责人、达特茅斯学院传授克里斯蒂娜·林奇表示，所有地面测站、子载荷以及伸展式仪器吊杆均按预期工作，团队对发射操作和初步数据表示“异常知足”。

科学家指出，极光现象本质上是空间高能电子流入地球上层大年夜气，与气体分子产生碰撞后产生的发光，就像电流畅过灯丝点亮灯胆一样。但刺眼的光只是全部巨大年夜电路的一部分：在任何电路中，电流都必须形成闭合回路，流入大年夜气产生极光的电子束相对集中，而完成电路的“回流”电子则更为混乱，会在碰撞、风场、压强差以及赓续变更的电场和磁场感化下四散活动，最终从新找到返回太空的路径。

要真正懂得这套宏大年夜电路若何闭合，仅仅知道火箭飞过哪一点远远不敷，研究人员必须描述出回流电流在大年夜气中若何扩散分布，这须要同时追踪浩瀚路径，是一项巨大年夜的技巧挑衅。为此，GNEISS义务经由过程“两箭协同+地面接收网”的方法，构建了一个类似医学“CT扫描”的三维成像筹划，用来重建极光电流在高空等离子体中的构造。

在飞翔过程中，两枚火箭沿邻近但略有差别的轨迹穿越同一片极光区域，并各自释放四个子载荷，在发光区内部的多个点位进行同步不雅测。火箭赓续向地面发送无线电旌旗灯号，这些旌旗灯号在穿过四周等离子体时会被“改写”，类似X射线穿过人体不合组织时被差别接收。科研人员经由过程分析旌旗灯号的渺小变更，反表演等离子体密度分布以及电流畅道地位，从而获取极光情况的大年夜标准三维“电流地图”。

极光电流不仅是基本物理问题，更与“空间气象”密切相干。科学家指出，这些电流控制着来自太空的能量如安在地球高层大年夜气中沉降和分派，当电流扩散开来时，会加热局部大年夜气、激发强风，并产生湍流，对在该高度飞翔或经由的卫星造成潜在影响。近年来，科研界已经由过程地面光学不雅测和轨道卫星展开多角度结合研究，个中NASA于2025年3月发射的EZIE卫星义务正从太空监测极光电流，与此次火箭“穿越式”原位测量形成互补。

在此次发射窗口内，NASA同步实施了“阴郁与弥散极光科学测量者”义务，重点针对极光中被称为“黑极光”（black auroras）的暗斑区域进行探测。现有理论认为，这些异常“变暗”的区域可能标记住电流在局部出现急剧反向，从而在整体电路中扮演关键角色。该义务曾在2025年因气象和科学前提不睬想而推迟，此番成功飞翔意味着科研团队终于握到研究这一区域的首批体系数据。

研究人员表示，极光是空间等离子体、地球磁场和大年夜气互相感化的成果，个中涉及电流、带电粒子和无数次微不雅碰撞，是懂得地球空间情况的重要“窗口”。与经久在地表“仰望”极光不合，探空火箭为科学家供给了可贵的机会，可以或许在极光最活泼的时刻直接穿越个中，将仪器送入关键区域履行“短平快”的精确义务。经由过程这类高时空分辨率的不雅测，科研人员正在把转瞬即逝的天幕光影，转化为揭示空间气象若何塑造我们星球的深层常识。