I det ögonblick månens skugga mörknar Oregons kust på morgonen den 21 augusti, ett vetenskapligt stafettlopp startar med Bruce och Ryan Alder i spetsen.

Från toppen av en kustområde, pappan och sonen från Corvallis blir de första i en transkontinental kedja av amatörer och professionella astronomer som filmar den totala solförmörkelsen på identiska teleskop, från identiska vinklar.

Om allt går bra, resultatet kommer att bli den längsta videon som någonsin sammanställts av planetens främsta skyshow, och en mängd data för forskare.

Det är "om"-delen som har Bruce, den äldre Alder, på kanten.

Tänk om det är molnigt?

Tänk om han kör ihop?

"Vi är överlyckliga, sa han. Och vi är nervösa.

Kallas Citizen CATE (Continental-America Telescope Eclipse), projektet är en av mer än ett dussin vetenskapliga studier som kommer att trängas in i det korta fönstret när den totala solförmörkelsen sveper över USA från kust till kust - den första händelsen på 99 år.

Huvudfokus ligger på corona - den svaga, diafanös atmosfär som omger solen men bara syns under en total förmörkelse. Mer än hundra gånger varmare än solens yta, den rullande glorian är av stort intresse för astronomer eftersom den spottar ut enorma moln av överladdat plasma som kallas koronala massutstötningar. Molnen utlöser jordens färgglada norrsken, men kan också störa elnät och kommunikationsnät.

NASA kommer att spåra förmörkelsen med satelliter som skannar delar av koronan som inte kommer att vara synliga från marken och mäter strålar av röntgenstrålar som bryter ut från solen. Team av forskare kommer att jaga förmörkelsen i strålar på hög höjd utrustade med instrument för att mäta flödet av ljus och energi. Forskare på ett berg i Wyoming kommer att kartlägga magnetfält i korona, medan andra testar nya verktyg för att sondera solen.

Förmörkelser har varit föremål för vetenskaplig fascination i århundraden, men den så kallade "Great American Eclipse" är sannolikt den mest studerade i historien, säger Thomas Zurbuchen, från NASA:s direktorat för vetenskapsuppdrag. Med mer än 200 miljoner människor som lever inom en dags bilfärd från hela sträckan och miljontals fler ställer in online, det kan också vara det mest sedda.

Forskare utnyttjar den entusiasmen för att rekrytera legioner av medborgarforskare som Alders för att samla bilder och data längs förmörkelsens 2, 500 mil lång stig.

"Det som gör mig mest upphetsad är att människor kan gå ut på sin veranda i sina tofflor och samla in data i världsklass med blygsamma instrument, sa Matt Penn, en astronom vid National Solar Observatory i Tucson, Ariz., och Citizen CATEs maestro.

Han har samlat mer än 200 volontärer och några få proffs som kommer att vara stationerade på 68 platser från Oregon till South Carolina. Alla grupper kommer att sätta upp samma typ av teleskop utrustade med samma typ av kamera. Omfattningarna kommer att programmeras för att spåra och ta snabbavfyrande bilder av förmörkelsen under de ungefär två minuterna av totaliteten på varje plats. Sedan kommer bilderna att sys ihop för att skapa en 93-minuters video.

Även om moderna astronomer inte behöver vänta på en förmörkelse för att studera korona, den naturliga skyshowen ger unika möjligheter, Penn förklarade. Teleskoptillbehör som kallas koronagrafer kan blockera solens bländning och avslöja koronan, men de skymmer det innersta lagret - där många mysterier finns kvar.

Bland dem finns processen som påskyndar solvinden, en ström av laddade partiklar som brusar från koronan i en miljon mil i timmen. För att bättre förutsäga solstormar, forskare måste bättre förstå solvinden, sa Penn.

Eclipse-videon kommer att ge en aldrig tidigare skådad, time-lapse titta på hur den inre koronan förvandlas och rör sig. "Ingen har riktigt sett på corona på det här sättet tidigare, så det kommer säkert att finnas nya saker som vi upptäcker, Sa Penn.

Volontär David Anderson, av Bellevue, har tränat på sin bakgård inför den stora dagen. En livslång amatörastronom som uppvaktade sin fru på en solförmörkelseresa till Turkiet, Anderson kommer att vara stationerad i en delstatspark nära John Day i östra Oregon, där han kommer att ställa upp sin utrustning långt före gryningen.

"De litar på oss alla för att dra vår vikt, " sa han. "Jag tar det på största allvar."

Alders planerar att slå läger på sina 2, 500 fot hög bergsabborre tre dagar före evenemanget-och håll tummarna för att kusterna inte kommer att dölja utsikten.

Ett par Seattle-systrar är på väg till Fort Laramie, Wyo., att delta i ett annat kust-till-kust-observationsprojekt med hjälp av ballonger.

Kimberly och Rebecca Yeung, 10 och 12 år, kan vara bland de yngsta medborgarforskarna som studerar förmörkelsen, men de är inte noviser. Deras experiment med att lansera ballongburna farkoster fick bred täckning och gav flickorna en resa till White House Science Fair, där de träffade dåvarande president Obama.

De kallar sitt företag för Loki Lego Launcher, efter deras sena katt, Loke, och Lego -figurerna de flyger på varje uppdrag.

På eget initiativ, flickorna kläckte planer på att skjuta upp en ballong under förmörkelsen. "Vi trodde att det var vår ursprungliga idé, och vi höll det hemligt, "Rebecca sa." Då fick vi veta att NASA gjorde det över hela landet. "

Nästan 500 elever kommer att hjälpa till att skjuta upp mer än 100 höghöjdsballonger som en del av Eclipse Ballooning Project, sa arrangören Jennifer Fowler från University of Montana och Montana Space Grant. Medan de flesta av lagen är i mellanstadieåldern eller äldre, hon var glad över att inkludera Yeung-systrarna.

"Det faktum att de kom på det på egen hand är lysande, " sa Fowler.

Ballongerna kommer att bära videokameror för att filma månens skugga som rasar över kontinenten och streama den live till NASA:s hemsida. De flesta kommer att bära små flaskor med bakterier för att undersöka effekterna på levande celler av en resa till stratosfären, medan andra samlar in data om förändringar i temperatur och molntäcke under förmörkelsen.

Varje elevlag skapar också individuella experiment. Systrarna Yeung kommer att montera en liten solpanel på sin båt och övervaka energiuttaget när solen dämpas och ljusnar.

Röstning är öppen på tjejernas hemsida för att välja legofiguren som kommer att göra resan mot himlen. Flickorna ville ha en stark kvinnlig karaktär, så kandidaterna är pionjärpiloten Amelia Earhart, Hermione Granger från Harry Potter-serien, och Merida från Disney -filmen "Brave".

Än så länge, den verkliga flygaren krossar den fiktiva tävlingen.

—-

ECLIPSE CITIZEN SCIENCE

Vissa projekt, som Citizen CATE och Eclipse Ballooning Project, är fyllda. Men andra är öppna eller gör det själv:

- Hur cool är Eclipse?

Samla in luft- och yttemperaturdata på GLOBE Observer-appen, även utanför helhetens väg.

- Eclipse Soundscapes

Använd en mobilapp för att hjälpa till i detta Harvard-Smithsonian-projekt för att spela in ljud under förmörkelsen.

- Livet svarar

Använd iNaturalist-appen för att spela in djur- och växtsvar för California Academy of Science

- HamSCI 2017 Solar Eclipse Experiment

Skinkradiooperatörer kan delta i ett antal experiment för att mäta förmörkelseutlösta förändringar i jonosfären.

- DIY Relativitetstest

Uber-wonks kan följa ett publicerat protokoll för att replikera 1919 års förmörkelseobservationer som validerade Einsteins relativitetsteori.

NASA; American Astronomical Society

© 2017 The Seattle Times
Distribueras av Tribune Content Agency, LLC.