В сентябре 2024 года, когда ураган Хелен обрушился на Флориду, Международная космическая станция (МКС) раскрыла удивительные феномены в мезосфере, малоизученной области атмосферы Земли. Эти беспрецедентные наблюдения предоставляют новую перспективу на сложные взаимодействия между экстремальными погодными условиями и верхними слоями атмосферы.
Во время урагана Хелен атмосферный волновой эксперимент (AWE) на борту МКС зафиксировал невидимые атмосферные волны в мезосфере, расположенной на высоте от 50 до 90 километров над Землей. Эти волны, подобные воздушным потокам, создаваемым мощными ветрами и осадками шторма, показывают неожиданную связь между наземными метеорологическими явлениями и атмосферными регионами, которые ранее считались изолированными.
По словам исследователя NASA Майкла Тейлора, "эти наблюдения выявляют неожиданную связь между наземными метеорологическими явлениями и атмосферными регионами, которые мы считали изолированными". Результаты подчеркивают влияние экстремальных климатических событий на области далеко за пределами тропосферы, слоя, ближайшего к поверхности Земли.
Колебания плотности атмосферы, вызванные этими волнами, могут нарушать траектории спутников. Хотя эти эффекты часто незначительны, они могут повлиять на работу важного оборудования, такого как навигационные системы и телекоммуникации. Глубокое понимание этих нарушений имеет решающее значение. Благодаря данным, собранным AWE, ученые могут разрабатывать предсказательные модели, чтобы предвидеть эти вариации и соответственно настраивать параметры спутников. Это становится все более важным, поскольку мезосферная плотность, хотя и низкая, может привести к постепенному ухудшению орбит спутников.
Для расшифровки этих феноменов необходимы современные инструменты, такие как усовершенствованный картограф температур в мезосфере (AMTM). Этот датчик, способный измерять тепловые колебания в инфракрасном диапазоне, работает в экстремальных условиях, таких как ледяные температуры мезосферы. Данные, собранные этими инструментами, выявляют ранее незамеченные взаимодействия между метеорологическими событиями и верхней атмосферой. Отчет, опубликованный в Geophysical Research Letters, предполагает, что эти взаимодействия также могут играть роль в глобальных климатических изменениях, особенно влияя на динамику струйных потоков.
Первые исследования, проведенные МКС, являются лишь началом. Исследователи надеются использовать эти данные для уточнения климатических моделей и прогнозирования рисков, которые эти нарушения представляют для космической инфраструктуры.
Будущие цели исследований включают: углубление понимания того, как земные штормы влияют на верхние слои атмосферы; улучшение предсказательных моделей для минимизации космических рисков; и разработку стратегий корректировки для компенсации отклонений траекторий.
Эти достижения подчеркивают важность космических исследований для понимания сложных взаимодействий между Землей и космосом. Раскрывая эти тайны, МКС продолжает расширять границы науки и прокладывать путь к практическим приложениям, которые подготовят нас к более устойчивому будущему.