2012. aastal asus õhupalli abil töötav observatoorium, mida tunti ülitähtsa rauaga galaktiliste elementide salvestajana (SuperTIGER), taevasse, et viia läbi galaktiliste kosmiliste kiirte (GCR) kõrgusevaatlusi. Jätkates oma eelkäija (TIGER) traditsiooni, püstitas SuperTiger pärast 55-päevase Antarktika kohal toimuva lennu lõpetamist uue rekordi - see toimus ajavahemikul 2012. aasta detsembrist kuni 2013. aasta jaanuarini.
16. detsembril 2019, pärast mitut käivitamiskatset, tõusis observatoorium taas õhku ja möödus kaks korda vaid kolme ja poole nädala jooksul Antarktika kohal. Nagu eelkäija, on ka SuperTIGER ühistöö, mille eesmärk on uurida kosmilisi kiirte - kõrge energiaga prootoneid ja aatomituumasid -, mis pärinevad meie Päikesesüsteemist ja liiguvad läbi kosmose valguse kiiruse lähedal.
Programm SuperTIGER on Minnesota ülikooli St Louis'is asuva Washingtoni ülikooli ja NASA Goddardi kosmoselennukeskuse (GSFC) ning California tehnoloogiainstituudi (Caltech) reaktiivmootorite laboratooriumi koostöö. See õhupallidega sündinud instrument on mõeldud haruldaste kosmiliste kiirte tüüpide uurimiseks, mis koosnevad raskete elementide aatomituumadest.
Lõppeesmärk on teada saada, kus ja kuidas need kiired suudavad saavutada kiiruse, pelgalt valguse kiirusest, ning katsetada ka kujunevat mudelit, kus kosmilised kiired arvatakse pärinevat lahtistest kobaratest, mis sisaldavad noori, massiivseid tähti. Nagu Brian Rauch - Washingtoni ülikooli dotsent ja SuperTIGERi uurija - selgitas, on edu võti aeg:
„Meie vaatluse olulisus suureneb sündmuste arvuga, mida vaatleme põhiliselt lineaarselt aja jooksul, nii et tahame lihtsalt võimalikult pikka lendu saada, et kogutud andmete statistikat maksimeerida. Andmepäev on väike edasimineku samm ja me peame lihtsalt pead alla panema ja end lihvima. "
Kokkuvõtteks võib öelda, et kosmilised kiired on energeetilised osakesed, mis pärinevad meie Päikesest, teistest galaktika tähtedest ja teistest galaktikatest. Kõige levinum tüüp, mis moodustab umbes 90% kõigist teadlaste tuvastatud kiirtest, koosneb prootonitest või vesiniku tuumadest, heeliumituumad ja elektronid aga kaugelt teise ja kolmanda (moodustades vastavalt 8% ja 1%).
Ülejäänud 1% koosneb raskemate elementide tuumadest nagu raud, mille üldine väärtus väheneb sõltuvalt sellest, kui suured need on. SuperTIGER-i abil otsib uurimisrühm kõige haruldasemaid tüüpe - ülikõrgeid kosmilisi kiirtuumasid, mis on rauast raskemad - koobaltist baariumini. Need elemendid moodustuvad massiivsete tähtede südamikes, mis siis tähtede supernoova minnes kosmosesse laiali lähevad.
Plahvatused põhjustavad ka lühikese, kuid intensiivse neutronite purske, mis võivad raudtuumadega sulanduda, laguneda prootoniteks ja tekitada raskemaid elemente. Ka plahvatuse tekitatud lööklaine ümbritseb ja kiirendab neid osakesi, kuni neist saavad kiiresti liikuvad suure energiaga kosmilised kiired. NASA Goddardi kosmoselennukeskuse missiooni juhtiv kaasuurija John Mitchell selgitas:
„Rasked elemendid, nagu teie ehetes olev kuld, toodetakse tähtede spetsiaalsete protsesside abil ja SuperTIGERi eesmärk on aidata meil mõista, kuidas ja kus see juhtub. Oleme kõik ummikus, kuid välja mõeldes, kus ja kuidas see täht valmistatakse, aitab see meil paremini mõista meie galaktikat ja oma kohta selles. ”
Kui need kiired löövad Maa atmosfääri, plahvatavad nad ja tekitavad sekundaarsete osakeste dušši, millest mõned jõuavad maapealsete detektoriteni. Teadlased on neid avastusi juba aastaid kasutanud, et järeldada originaalse kosmilise kiirguse omadusi. Need tekitavad ka segavat taustiefekti, mistõttu on õhus kasutatavad instrumendid nende uurimisel palju tõhusamad.
SuperTIGER ja muud sarnased teaduslikud õhupallid suudavad 40 000 meetri (130 000 jalga) kõrgusel merepinnast hõljuda üle 99,5% atmosfäärist. Pärast mitmekordseid ilmastikuga seotud viivitusi algas SuperTIGER-2 lend 16. detsembril 2019 niisketel hommikutundidel, millele järgnes õhupalli esimene täielik Antarktika revolutsioon 31. detsembriks.
Lisaks pidi missioonimeeskond tegelema mõne tehnilise tõrkega, mis hõlmas probleeme toiteallikaga ja arvutirikkega, mis kõrvaldas ühe detektorimooduli lennu alguses. Vaatamata sellele jõudis meeskond õhupalli õhku, mida NASA õhupalliprogrammi büroo nimetas “pildi ideaalseks käivitamiseks”. Nagu Rauch väitis vahetult enne turuletoomist ülikooli pressiteates:
„Pärast kolme Antarktika hooaega - 19 stardikatse, kahe kaatri käivitamisega ja ühe kasuliku koormuse taastamisega krevetiväljalt - on imeline, kui SuperTIGER-2 jõuab lõpuks ujuki kõrgusele ja alustab teaduslike andmete kogumist. Kolmas hooaeg on võlu! ”
Nagu märgitud, purustas SuperTIGER-1 lend (2012-13) teaduslikud õhupallide rekordid, viibides pinnal kokku 55 päeva. See missioon ei ürita seda rekordit vaidlustada ja meeskonna kogenud tehniliste probleemide tõttu loodavad nad, et SuperTIGER-2 kogub umbes 40% esimese lennuga saavutatud statistikast.
Pärast oma teise mandrirevolutsiooni lõpulejõudmist ootab meeskond nüüd ilmateate järgi, millal missioon lõpeb. “Kuna stratosfääri tuuled sel hooajal tiirlevad, lõpeb meie lend, kui õhupall jõuab sobivasse kohta. meie kontinendi ümber toimuva teise revolutsiooni lõpus, ”ütles Rauch.
Nagu kõigi kosmiliste müsteeriumide puhul, on ka nende lahendamise tõeline võti vanaaegne kannatlikkus!
