På måndag, precis när CU Denver började det nya akademiska året, en imponerande solförmörkelse fängslade människor över hela Nordamerika. En tunn linje av total soltäckning sträckte sig, med olika intervaller, kontinentala USA, blockerar helt solen från Lincoln Beach, Malm., till Charleston, S.C., i några anmärkningsvärda minuter.

Mark Golkowski, PhD, tillförordnad ordförande och docent i elektroteknik vid College of Engineering and Applied Science vid CU Denver, och flera elever samlade in data under denna sällsynta himmelska händelse genom att använda toppmoderna Ubåtskommunikationsteknik.

Studien

Reser till avlägsna områden i Colorado, Nebraska och North Dakota, Golkowskis lilla team av elever samlade in data om hur olika mängder solljus påverkar den övre atmosfären. Teamet var entusiastiska över att gå ut på fältet och samla in data som är unika för den totala solförmörkelsen.

"Vi var långt ute! Vi väntar fortfarande på att all data ska komma tillbaka till Denver, och vi är glada över våra potentiella fynd, sa Jamie Bittle, en doktorand i elektroteknik vid CU Denver.

Faktiskt, de hade aldrig kunnat genomföra den här typen av experiment eftersom det krävde en solförmörkelse för att inträffa med exakt geometri mellan U.S. Navy:s mycket lågfrekventa (VLF) sändare, själva förmörkelsen och mottagarna. Naval VLF-sändaren är permanent installerad utanför LaMoure, N.D. Den används normalt som en kommunikationsenhet med den amerikanska ubåtsflottan, och används också för att känna av förändringar i den övre atmosfären, även känd som jonosfären.

"I ett nötskal, eleverna observerade VLF-vågor som studsade mot jonosfären, " sade Golkowski. "Jonosfären förändras drastiskt från dag till natt, och detta påverkar hur dessa radiovågor färdas. Solförmörkelsen erbjuder en unik möjlighet i och med att en dag-natt-dag-övergång kommer att inträffa under några minuter snarare än över många timmar."

Även om uppgifterna samlas in från var och en av insamlingspunkterna, laget har redan stora planer för det. Golkowskis team kommer att jämföra information från varje punkt, och bestämma hur jonosfären förändras på grund av solljus, och hur de resande radiovågorna påverkas. Med hjälp av denna information, de hoppas kunna förbättra VLF-kommunikationen som används av ubåtar och används som ett alternativ till GPS-system.

Exceptionell möjlighet

Detta experiment kan förbli unikt under överskådlig framtid. "Det har varit totala solförmörkelser tidigare och det kommer säkert att bli fler i framtiden, ", sa Golkowski. "Men det är ganska osannolikt att en sådan kommer att inträffa över det kontinentala USA där vi kan ställa in mottagare i linje från en marinsändare. Det är tur att den här förmörkelsens väg av helhet inträffade i områden som är tillgängliga för oss."

Teamet antog att de under fältstudien skulle kunna observera reflektioner från helhetens väg för allra första gången. När detta väl är förstått, en liknande modell kan tillämpas på solnedgångar och soluppgångar, och noggrannheten kan förbättras för tekniker som använder mycket lågfrekventa radiovågor som amerikanska ubåtar.

Även om 2017 års solförmörkelse har passerat, dess ovärderliga data kommer att användas under kommande år, och kan sluta med att omforma VLF-kommunikationsmetoder.