U 2012. godini, opservatorij na balonu, poznat kao rekorder Super Trans-Iron Galactic Element (SuperTIGER), popeo se na nebo radi promatranja visine Galaktičkih kozmičkih zraka (GCR). Imajući tradiciju svog prethodnika (TIGER), SuperTiger je postavio novi rekord nakon što je izvršio 55-dnevni let iznad Antarktika - koji se dogodio između prosinca 2012. i siječnja 2013. godine.
Nakon više pokušaja lansiranja, 16. prosinca 2019. godine, opservatorij se ponovno podigao u zrak i dva puta je prošao preko Antarktika u razmaku od samo tri i pol tjedna. Kao i njegov prethodnik, SuperTIGER je suradnički napor namijenjen proučavanju kozmičkih zraka - visokoenergetskih protona i atomskih jezgara - koje potječu izvan našeg Sunčevog sustava i putuju kroz svemir brzinom brzinom svjetlosti.
Program SuperTIGER zajednički je napor između sveučilišta Washington u St. Louisu, sveučilišta u Minnesoti i NASA-inog centra za svemirske letove Goddard (GSFC) i laboratorija za mlazni pogon na kalifornijskom tehnološkom institutu (Caltech). Ovaj instrument rođen u balonu dizajniran je za proučavanje rijetke vrste kozmičkih zraka koje se sastoje od atomske jezgre teških elemenata.
Krajnji je cilj naučiti gdje i kako te zrake mogu dostići brzinu samo sramežljivo na brzinu svjetlosti, a također testirati model u nastajanju gdje se smatra da kozmičke zrake potječu iz labavih grozdova koji sadrže mlade, masivne zvijezde. Kao što je objasnio Brian Rauch - docent na Sveučilištu Washington i glavni istraživač SuperTIGER-a, ključ uspjeha je vrijeme:
„Značaj našeg promatranja raste s brojem događaja koje u osnovi linearno promatramo, pa jednostavno želimo imati što duži let kako bismo maksimalizirali statistiku prikupljenih podataka. Dan podataka mali je napredak i jednostavno moramo odložiti glave i dalje brušiti. "
Da ponovimo, kozmičke zrake su energetske čestice koje potječu od našeg Sunca, od drugih zvijezda u galaksiji i uopšte iz drugih galaksija. Najčešći tip, koji čine otprilike 90% svih zraka koje su otkrili znanstvenici, sastoje se od protona ili vodikovih jezgara, dok helijske jezgre i elektroni rangiraju udaljeni drugi i treći (koji predstavljaju 8% i 1%).
Preostalih 1% čine jezgre težih elemenata poput željeza, koje smanjuju zajedništvo ovisno o masi velike. Sa SuperTIGER-om, istraživački tim traži najrjeđi tip svih, "ultra-teških", kozmičkih zračnih jezgara težih od željeza - od kobalta do barija. Ti se elementi formiraju u jezgrama masivnih zvijezda, koje se zatim raspršuju u svemir kada zvijezde odlaze u supernove.
Eksplozije također rezultiraju kratkim, ali intenzivnim praskom neutrona koji se mogu spojiti s jezgrama željeza, propadati u protone i stvarati teže elemente. Šok val nastao eksplozijom također zahvaća i ubrzava ove čestice sve dok ne postanu brzorastuće visokoenergetske kozmičke zrake. Kao John Mitchell, glavni istraživač misije iz NASA-inog centra za svemirske letove Goddard objasnio je:
„Teški elementi, poput zlata u vašem nakitu, proizvode se posebnim postupcima u zvijezdama, a SuperTIGER želi pomoći da shvatimo kako se i gdje se to događa. Svi smo zvjezdani prah, ali shvatiti odakle i kako je napravljen ovaj zvjezdani prah pomaže nam da bolje razumijemo svoju galaksiju i svoje mjesto u njoj. "
Kad te zrake napadnu Zemljinu atmosferu, one eksplodiraju i stvaraju tuše sekundarnih čestica, od kojih neki dopiru do detektora na zemlji. Znanstvenici su dugi niz godina koristili ta otkrića kako bi zaključili svojstva izvorne kozmičke zrake. Oni također proizvode ometajući pozadinski učinak, zbog čega su instrumenti koji se nalaze u zraku mnogo učinkovitiji u proučavanju istih.
Leteći do nadmorske visine od 40 000 metara, SuperTIGER i slični znanstveni baloni mogu lebdjeti iznad 99,5% atmosfere. Nakon višesatnih kašnjenja uzrokovanih vremenskim prilikama, let SuperTIGER-2 započeo je 16. prosinca 2019. u prijepodnevnim satima, nakon čega je balon završio svoju prvu punu revoluciju Antarktike do 31. prosinca.
Pored toga, misijski se tim morao suočiti s nekim tehničkim propustima, što je uključivalo probleme s napajanjem napajanjem i greškom računala, što je eliminiralo jedan od modula detektora u ranom letu. Unatoč tome, tim je balon dobio u zraku u onom što je NASA-in Programski ured za balone nazvao "savršenim lansiranjem slika." Kao što je Rauch izjavio u priopćenju za sveučilište neposredno prije pokretanja:
„Nakon tri sezone Antarktika - s 19 pokušaja lansiranja, dva lansiranja i jednim oporavkom korisnog opterećenja iz pukotinskog polja - divno je imati SuperTIGER-2 da konačno dosegne plutajući nadmorsku visinu i počne prikupljati znanstvene podatke. Treća sezona je šarm! "
Kao što je napomenuto, let SuperTIGER-1 (2012-13) oborio je znanstvene rekorde baloniranja, ukupno 55 dana u vodi. Ova misija neće pokušati osporiti taj zapis, a zbog tehničkih problema koje je iskusio tim, predviđa da će SuperTIGER-2 prikupiti oko 40% statistike postignute prvim letom.
S drugom završenom revolucijom oko kontinenta, tim sada čeka na vrijeme kako bi odredio kada će se misija završiti. "Način na koji stratosferski vjetrovi kruže ove sezone, naš će let završiti kad balon dođe preko prikladnog mjesta na kraju naše druge revolucije širom kontinenta ", rekao je Rauch.
Kao i kod svih kozmičkih misterija, pravi ključ za njihovo rješavanje je dobro staromodno strpljenje!
