Антенны, установленные в 18 старших школах США, зафиксировали всплески радиоактивности, которые могут предшествовать солнечным возмущениям, способным нарушить работу спутников и электросетей на Земле. Наблюдения помогли исследователям понять солнечную радиоактивность и позволили старшеклассникам принять участие в научных исследованиях, согласно исследованию, проведённому под руководством Мичиганского университета и опубликованному в журнале Earth and Space Science.
Антенны, разработанные студентами Мичиганского университета в рамках партнёрства с проектом NASA Radio JOVE, известным как SunRISE Ground Radio Lab (GRL), упакованы в удобный для установки комплект стоимостью всего 500 долларов. Старшеклассники и учителя совместно собирают антенну и собирают данные, попутно узнавая о солнечной науке.
«Этот проект уникально соединяет сложные научные концепции с доступным образованием, выполняя критически важную задачу, определённую NASA», — сказал Моджтаба Акхаван-Тафти, младший научный сотрудник по климату, космическим наукам и технике в Мичиганском университете и ведущий автор исследования.
Антенны на Земле дополняют миссию NASA, возглавляемую Мичиганским университетом и управляемую Лабораторией реактивного движения агентства. Проект называется Sun Radio Interferometer Space Experiment (SunRISE). В его рамках планируется использовать шесть спутников размером с тостер для измерения и отслеживания солнечных радиовсплесков.
«Солнечные радиовсплески могут стать ключом к полному пониманию работы корональных выбросов массы (CME) и смягчению радиационного ущерба от вспышек. По сути, солнечные радиовсплески будут действовать как ранний предупреждающий знак о приближающемся CME, давая нам достаточно времени, чтобы защитить нашу электронику и спасти астронавтов от радиации», — сказал Саул Роман-Рамирес, студент-инженер-электрик Мичиганского университета, участвующий в исследовательском проекте.
Антенна SunRISE GRL с двойным диполем, разработанная для партнёрства со старшими школами, работает на частоте от 16 до 24 мегагерц (МГц) — частоты, которые находятся между частотами, используемыми для амплитудной и частотной модуляции радиопередач, — и может отслеживать излучение от Солнца, Юпитера и галактики Млечный Путь.
«Этот проект предлагает старшеклассникам уникальную возможность стать учёными-гражданами и узнать о Солнце и его влиянии на космическую погоду, а также принять участие в практических экспериментах в области гелиофизики», — сказала Сьюзан Лепри, профессор по климату, космическим наукам и технике в Мичиганском университете и соавтор исследования.
В апреле 2024 года антенна с двойным диполем в одной из старших школ Мичигана зафиксировала солнечные радиовсплески, которые были подтверждены солнечными радиовсплесками, обнаруженными обсерваторией Peach Mountain в Декстере, штат Мичиган, и космическим кораблём NASA WIND, что подтвердило конструкцию комплекта. Все три антенны зафиксировали солнечные радиовсплески за 48 часов до крупного CME.
Анализ данных, полученных с 18 антенн с двойным диполем, показал наличие солнечного ветра, скорости ударных волн и других параметров, которые соответствуют предыдущим научным исследованиям.
Помимо сбора ценных данных, проект предоставил практическое образование в области космической науки, радиоастрономии и инженерии для старшеклассников по всей территории США. Участвуя в сборе и анализе реальных данных, студенты развивают важнейшие навыки в области науки, технологий, инженерии, искусства и математики (STEAM) и получают раннее представление о научных исследованиях, что может вдохновить их на будущую карьеру в науке и технике.
«Широкое влияние проекта было поразительным. Видя, как старшеклассники в разных районах США, включая Пуэрто-Рико, увлечённо работают с нашими антеннами во время солнечного затмения, мы подчеркнули универсальность и доступность нашей работы», — сказал Акхаван-Тафти.
Для содействия независимому обучению и более глубокому пониманию солнечных явлений Лаборатория наземной радиосвязи разработала модули самообучения.
«В течение нашего первого года всего несколько студентов завершили модули. Один из этих студентов летом проходил стажировку в команде SunRISE Мичиганского университета и является соавтором опубликованной работы по этой стажировке. В этом году участие увеличилось до 12 студентов и продолжает расти», — сказал Стивен Этвуд, учитель естественных наук в старшей школе Marquette Senior High School в Маркетте, штат Мичиган.