Il 21 maggio, i controllori di terra hanno spento lo strumento AWE (Atmospheric Waves Experiment) della NASA, portando a termine con successo e nei tempi previsti la fase di raccolta dati della missione, superando la durata pianificata di due anni. Installato all’esterno della Stazione Spaziale Internazionale (ISS) dal novembre 2023, AWE ha studiato le onde di gravità atmosferiche, ovvero gigantesche increspature nell’atmosfera causate da forti venti che soffiano su alte montagne o da violenti eventi meteorologici, come tornado, temporali e uragani. Lo strumento AWE ha cercato queste onde in bande di luce colorate nell’atmosfera terrestre, chiamate airglow. AWE ha studiato come le onde di gravità atmosferiche si propagano verso l’alto nello spazio e contribuiscono alle condizioni meteorologiche spaziali, ovvero condizioni nello spazio che possono disturbare i satelliti, nonché i segnali di navigazione e comunicazione.
La missione AWE
“La missione AWE ha dimostrato che la nostra atmosfera non è un soffitto, ma un oceano vivo e pulsante nel cielo”, ha affermato Joe Westlake, direttore della Divisione di Eliofisica della NASA presso la sede centrale di Washington. “Per la prima volta, possiamo osservare come un temporale nel Midwest, un uragano sulla Florida o una raffica di vento sulle Ande generino increspature invisibili – onde di gravità atmosferiche – che si infrangono ai confini dello spazio come onde che si infrangono sulla riva. Mappando queste increspature dalla Stazione Spaziale Internazionale, abbiamo scoperto che il clima terrestre non si limita alle nuvole; si estende invece oltre il nostro pianeta, plasmando il meteo spaziale che ha un impatto sulla nostra economia orbitale”.
Durante i 30 mesi di permanenza sulla ISS, lo strumento AWE ha catturato quattro immagini a infrarossi al secondo, totalizzando oltre 80 milioni di immagini notturne, ovvero quando è possibile osservare l’airglow. Il progetto ha osservato onde di gravità atmosferiche generate da numerosi eventi meteorologici estremi, tra cui una serie di tornado che ha colpito la parte centrale degli Stati Uniti nel maggio 2024 e l’uragano Helene che ha interessato la costa del Golfo della Florida nel settembre 2024.
“Abbiamo osservato segnali di onde atmosferiche associati a importanti eventi terrestri, il che ha fornito un chiaro esempio di come sistemi meteorologici intensi possano generare risposte misurabili nell’alta atmosfera”, ha affermato il responsabile scientifico del progetto AWE, Ludger Scherliess, della Utah State University di Logan.
Diversi tipi di onde di gravità atmosferiche
Questi eventi hanno rivelato variazioni nei tipi di onde di gravità atmosferiche create da diverse tipologie di tempeste. Ad esempio, quando AWE ha analizzato le onde di gravità atmosferiche generate da un temporale nel nord del Texas il 26 maggio 2024, ha notato che erano più piccole e irregolari, con una notevole asimmetria da nord a sud, rispetto alle onde create da temporali nella stessa area del Paese all’inizio dello stesso mese.
È importante comprendere le variazioni di densità del plasma, un gas elettricamente carico, nell’alta atmosfera terrestre, generate dalle onde di gravità atmosferiche, poiché queste variazioni possono interferire con i segnali radio che viaggiano tra i satelliti e la Terra, e tra i satelliti stessi, compromettendo la precisione e l’affidabilità dei sistemi utilizzati per la navigazione, la sincronizzazione e le comunicazioni.
In un recente studio pubblicato sul Journal of Geophysical Research: Atmospheres, le misurazioni di AWE hanno inoltre rivelato che le onde di gravità con la maggiore influenza sull’alta atmosfera hanno lunghezze d’onda orizzontali ridotte, comprese tra 30 e 300 chilometri, che AWE è stato specificamente progettato per misurare.
Missione conclusa, arriva l’esperimento CLARREO Pathfinder
Conclusa la fase di raccolta dati, lo strumento AWE è stato spento per fare spazio a un altro esperimento scientifico che prenderà il suo posto all’esterno della Stazione Spaziale Internazionale. Chiamato CLARREO Pathfinder (Calibration Absolute Radiance and Refractivity Observatory Pathfinder), il nuovo strumento effettuerà misurazioni della luce solare riflessa dalla Terra e dalla Luna con una precisione da cinque a dieci volte superiore rispetto a quella dei sensori esistenti. Lo scambio di strumenti è una parte fondamentale della missione della Stazione Spaziale Internazionale e della sua versatilità come laboratorio orbitante per diverse tipologie di ricerca.
Dopo essere stato rimosso da un braccio robotico della Stazione Spaziale Internazionale, chiamato Canadarm2, lo strumento AWE verrà caricato su una parte della navicella cargo Dragon di SpaceX, che si disintegrerà durante il rientro nell’atmosfera. Tuttavia, tutte le osservazioni di AWE saranno infine rese disponibili al pubblico e alla comunità scientifica per la ricerca e la scoperta future. “I dati di AWE continueranno a essere resi pubblici sia per i ricercatori professionisti che per gli scienziati cittadini“, ha affermato Scherliess.