Научната програма за балони на NASA достигна нови висоти както в буквален, така и в преносен смисъл, с четири успешни дългосрочни полета с балони над Антарктида, както съобщи NASA. От откриването на антиматерия до проследяването на неуловими неутрини тези лаборатории високо в небето помагат на учените да разкрият тайните на тъмната материя и произхода на Вселената.

От десетилетия Антарктида е една от най-стратегическите отправни точки на NASA за изстрелване на научни балони с дълъг срок на действие. По време на последната кампания, ръководена от базираната в щата Вирджиния Wallops Flight Facility, през декември и януари четири балона се издигнаха от шелфовия ледник Рос, близо до станция Макмърдо. Тези балони, някои от които с размерите на футболни стадиони, носеха усъвършенствани инструменти, способни да откриват частици, които рядко взаимодействат с материята, предоставяйки на изследователите уникален поглед към невидимата вселена, която ни заобикаля.

Ключовата мисия GAPS (General Antiparticle Spectrometer) беше стартирана на 15 декември. Нейната цел: да открие антиматериални частици, навлизащи в земната атмосфера. Антиматерията е потенциална следа от тъмна материя, мистериозна, невидима субстанция, която съставлява над 80% от цялата материя в Космоса. След 25 дни и 2 часа пътуване, полезният товар на GAPS се завърна безопасно на антарктическия лед на 9 януари, отбелязвайки един от най-дългите и успешни полети в историята на програмата.

Друг акцент на кампанията беше балонът Payload for Ultrahigh Energy Observations (PUEO), който излетя на 19 декември. Мисията PUEO е предназначена за откриване на сигнали от неутрино – призрачни субатомни частици, които могат да пътуват милиарди светлинни години, без да бъдат абсорбирани или отклонени. Благодарение на това уникално свойство неутрино могат да предоставят пряка информация за космически събития, като супернови, сливания на черни дупки и дори самия Голям взрив.

Тази мисия беше и важен момент за програмата „Астрофизични пионери“ на NASA, която подкрепя по-малки, иновативни мисии, които носят висока научна стойност при по-ниски разходи. По време на кампанията бяха изстреляни и два по-малки балона HiCal за калибриране на детекторите на PUEO чрез излъчване на добре дефинирани радиоимпулси, имитиращи сигналите на неутрино. В рамките на кратък четиридневен период и четирите балона летяха едновременно, което беше впечатляващо логистично и научно постижение.

Всички тези усилия представляват кулминацията на години на инженерна работа, тестове и координация между NASA, Peraton и Aerostar International: компанията, отговорна за производството на балонните структури.

Балоните на NASA не са типичните метеорологични балони; те са балони с нулево налягане, проектирани да се изравняват с атмосферните условия, докато се издигат. Тези масивни обвивки са проектирани с канали, които позволяват на газа да изтича, поддържайки стабилно вътрешно налягане, докато плават през стратосферата на повече от 30 000 километра над повърхността на Земята.

В уникалната среда на постоянната лятна светлина в Антарктида тези балони могат да останат във въздуха в продължение на седмици, обикаляйки континента благодарение на стабилните полярни ветрове. Предимството на такива полети е в способността им да пренасят тежки товари, понякога с тегло от хиляди килограми, като същевременно осигуряват условия, близки до космическите, на част от цената на изстрелването на сателити. Това позволява на учените да провеждат сложни астрофизични изследвания, които преодоляват разликата между наземните обсерватории и орбитиращите космически кораби.

Всяка от кампаниите на NASA с балони в Антарктика укрепва основата за бъдещи космически мисии. Данните, събрани от GAPS, PUEO и HiCal, не само допринасят за развитието на фундаменталната физика, но и предоставят информация за проектирането на инструменти от ново поколение за откриване на космическо лъчение, антиматерия и високоенергийни частици.

Снимка: Pexels/NASA/Scott Battaion

Виж още: Опасенията за микропластмасата в човешкото тяло: резултат от грешка в проучвания?