בשנת 2012, המצפה הנישא בכדור פורח הידוע בשם Super TransIG Iron Element Galector (SuperTIGER) לקח לשמים כדי לערוך תצפיות בגובה רב של קרני הקוסם הגלקטי (GCR). בהמשך למסורת של קודמתה (TIGER), קבע SuperTiger שיא חדש לאחר שסיים טיסה בת 55 יום מעל אנטארקטיקה - וזה קרה בין דצמבר 2012 לינואר 2013.
ב- 16 בדצמבר, 2019, לאחר ניסיונות שיגור מרובים, המצפה עלה לשידור ועבר על אנטארקטיקה פעמיים במשך שלושה שבועות וחצי בלבד. בדומה לקודמו, SuperTIGER הוא מאמץ שיתופי שנועד לחקור קרניים קוסמיות - פרוטונים בעלי אנרגיה גבוהה וגרעין אטומי - שמקורם מחוץ למערכת השמש שלנו ונוסע בחלל קרוב למהירות האור.
תוכנית SuperTIGER היא מאמץ שיתופי בין אוניברסיטת וושינגטון בסנט לואיס, אוניברסיטת מינסוטה, ומרכז טיסת החלל גודארד של נאס"א (GSFC) ומעבדת הנעה של סילון במכון הטכנולוגי בקליפורניה (Caltech). מכשיר זה יליד הבלונים נועד ללמוד את הסוג הנדיר של קרניים קוסמיות המורכבות מהגרעינים האטומיים של יסודות כבדים.
המטרה הסופית היא ללמוד היכן ואיך קרניים אלו יכולות להשיג במהירויות פשוט מבוישות ממהירות האור, כמו גם לבדוק את המודל המתהווה בו נחשבים קרניים קוסמיות שמקורן באשכולות רופפים המכילים כוכבים צעירים ומאסיביים. כפי שהסביר בריאן ראוך - פרופסור עוזר באוניברסיטת וושינגטון והחוקר הראשי של SuperTIGER, המפתח להצלחה הוא הזמן:
"המשמעות של התצפית שלנו עולה עם מספר האירועים שאנו צופים בעיקר באופן ליניארי עם הזמן, כך שאנחנו פשוט רוצים שתהיה כמה שיותר טיסה כדי למקסם את הסטטיסטיקות של הנתונים שנאספו. יום של נתונים הוא תוספת קטנה של התקדמות, ואנחנו רק צריכים להניח את הראש ולהמשיך לטחון. "
לסיכום, קרניים קוסמיות הן חלקיקים אנרגטיים שמקורם בשמש שלנו, מכוכבים אחרים בגלקסיה ומגלקסיות אחרות בסך הכל. הסוג הנפוץ ביותר, המהווה כ 90% מכל הקרניים שאותרו על ידי מדענים, מורכב מפרוטונים או גרעיני מימן ואילו גרעיני הליום והאלקטרונים מדורגים שנייה ושלישית רחוקה (מהווה 8% ו -1% בהתאמה).
1% הנותרים מורכבים מגרעינים של יסודות כבדים יותר כמו ברזל, אשר יורדים במשותף בהתאם לגובה המסה שלהם. עם SuperTIGER, צוות המחקר מחפש את הסוג הנדיר מכולם, גרעיני הקרן הקוסמיים "האולטרה-כבדים" שהם כבדים יותר מברזל - מקובלט לבריום. אלמנטים אלה נוצרים בתוך ליבותיהם של כוכבים מאסיביים, אשר מפוזרים אז לחלל כאשר הכוכבים עוברים לסופרנובה.
הפיצוצים גורמים גם להתפרצות קצרה אך אינטנסיבית של נויטרונים שיכולים להתמזג עם גרעיני ברזל, להתפרק לפרוטונים וליצור יסודות כבדים יותר. גל ההלם שמפיק הפיצוץ גם פולט ומאיץ חלקיקים אלה עד שהם הופכים לקרניים קוסמיות בעלות אנרגיה גבוהה. כפי שהסביר ג'ון מיטשל, חוקרו המשותף של המשימה במרכז הטיסה בחלל Goddard של נאס"א:
"אלמנטים כבדים, כמו הזהב בתכשיטים שלך, מיוצרים באמצעות תהליכים מיוחדים בכוכבים. SuperTIGER שואפת לעזור לנו להבין כיצד ואיפה זה קורה. כולנו אמיצות אמון, אבל להבין היכן ואיך נוצר הכוכב הזה עוזר לנו להבין טוב יותר את הגלקסיה שלנו ואת מקומנו בה. "
כאשר קרניים אלה פוגעות באטמוספירה של כדור הארץ, הם מתפוצצים ומייצרים מקלחות של חלקיקים משניים, שחלקם מגיעים לגלאים על הקרקע. במשך שנים רבות השתמשו מדענים בגילויים אלה כדי להסיק את תכונות הקרן הקוסמית המקורית. הם גם מייצרים אפקט רקע מפריע, וזו הסיבה שמכשירים מוטסים יעילים הרבה יותר ללמוד אותם.
באמצעות טיסה לגובה של 40,000 מטר מעל פני הים, SuperTIGER ובלונים מדעיים דומים מסוגלים לצוף מעל 99.5% מהאווירה. לאחר עיכובים רבים הקשורים למזג האוויר, טיסת SuperTIGER-2 החלה ב- 16 בדצמבר, 2019 בשעות הקטנות של הבוקר, ואחריה הבלון השלים את המהפכה הראשונה הראשונה שלה באנטארקטיקה עד ה -31 בדצמבר.
בנוסף, צוות המשימה נאלץ להתמודד עם כמה תקלות טכניות, שכללו בעיות באספקת החשמל וכשל במחשב שחיסל את אחד ממודולי הגלאי בשלב מוקדם של הטיסה. למרות זאת הצוות העביר את הבלון באוויר במשרד התוכנית לבלונים של נאס"א, שנקרא "שיגור מושלם לתמונה." כפי שציין ראוש בהודעה לעיתונות באוניברסיטה רגע לפני ההשקה:
"אחרי שלוש עונות אנטארקטיקה - עם 19 ניסיונות שיגור, שתי שיגורים ושחזור אחד של העומס משדה נקיק - זה נהדר ש- SuperTIGER-2 סוף סוף יגיע לגובה הצף ויתחיל לאסוף נתונים מדעיים. העונה השלישית היא הקסם! "
כאמור, טיסת SuperTIGER-1 (2012-13) שברה את שיאי הבלונים המדעיים על ידי שהייה על הצף במשך 55 יום בסך הכל. משימה זו לא תנסה לאתגר את השיא ההוא ובשל הסוגיות הטכניות שעבר הצוות הם צופים כי SuperTIGER-2 יאסוף כ -40% מהסטטיסטיקה שהושגה במהלך הטיסה הראשונה.
עם סיום המהפכה השנייה סביב היבשת, הצוות מחכה כעת למזג האוויר כדי לקבוע מתי המשימה תסתיים. "הדרך בה מסתובבות הרוחות הסטרטוספריות בעונה זו, הטיסה שלנו תסתיים כשהבלון יגיע למיקום מתאים בסוף המהפכה השנייה שלנו סביב היבשת, "אמר ראוך.
כמו בכל התעלומות הקוסמיות, המפתח האמיתי לפתרונן הוא סבלנות מיושנת וטובה!
