Efter 16 år att studera jordens högsta moln till förmån för mänskligheten – polära mesosfäriska moln – från sin omloppsbana cirka 350 miles över marken, har NASA:s Aeronomy of Ice in the Mesosphere, eller AIM, uppdrag avslutats.

Ursprungligen planerat för ett tvåårigt uppdrag, förlängdes AIM flera gånger på grund av dess höga vetenskapliga avkastning. Även om AIM har mött hinder genom åren – från mjukvaruhicka till hårdvaruproblem – höll ett otroligt dedikerat team rymdfarkosten igång mycket längre än någon kunde ha förutsett.

Den 13 mars 2023 misslyckades rymdfarkostens batteri efter flera år av sjunkande prestanda. Flera försök att upprätthålla strömmen till rymdfarkosten gjordes, men ingen ytterligare data kunde samlas in, så uppdraget har nu avslutats.

"AIM var dedikerad till att studera den atmosfäriska regionen som gränsar mellan vår atmosfär och rymden", säger AIM-uppdragsforskaren Diego Janches, från NASA:s Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland. "AIMs hjälp att förstå denna region har varit av avgörande betydelse för att ge insikter om hur den lägre atmosfären påverkar rymdvädret."

Kända som nattlysande eller nattlysande moln, ses de i skymningen under sommarmånaderna, vanligtvis på höga breddgrader nära nord- och sydpolen. Innan uppdraget visste forskarna att dessa typer av moln varierade med breddgrad, säsong och solaktivitet, men visste inte varför. Detta uppdrag lanserades för att förstå variationerna och studera varför molnen bildas och deras kopplingar till klimatförändringar genom att mäta de termiska, kemiska och andra egenskaperna hos den miljö där molnen bildas.

"NASA:s AIM har varit ett otroligt framgångsrikt uppdrag", säger Scott Bailey, AIM:s huvudutredare och professor vid Virginia Tech. "Den har besvarat kärnfrågor som har hjälpt oss att förstå hur nattlysande moln och atmosfäriska gravitationsvågor varierar över tid och plats."

Under åren har AIM gjort många stora upptäckter. Data från uppdraget har hittills lett till nästan 400 referentgranskade publikationer. Detta inkluderar fynd om hur dessa moln kan skapas av meteorrök och vattenånga från raketavgaser, hur händelser nära jordens yta kan utlösa förändringar i molnen och hur is högt uppe i atmosfären kan orsaka mystiska radarekon, som skapas i vissa regioner i atmosfären under sommaren.

När uppdraget fortskred insåg forskare att AIMs data också kunde användas för att studera vågor i luften som kallas atmosfäriska gravitationsvågor. Dessa vågor överför fart och energi när de färdas genom atmosfären. De kopplar samman väderhändelser på jordens yta med atmosfäriska störningar som inträffar långt borta från den första händelsen, inklusive i den översta delen av atmosfären, där de kan störa GPS-signaler.

"Vi har haft många svårigheter, men vi har fortfarande fått en otrolig mängd data från AIM på grund av vårt alldeles utmärkta, heroiska och hårt arbetande team som kommer igenom varje gång," sa Bailey.

AIM:s första hinder startade bara månader efter lanseringen 2007 när telekommunikationsmottagaren periodvis började fungera dåligt. Med en smart användning av radiosignaler kunde teamet programmera om rymdfarkosten att kommunicera i morsekod, vilket gjorde att den kunde upprätthålla kommunikation även efter att mottagaren slutat fungera.

Medan kommunikationen med rymdfarkosten blev tusentals gånger långsammare än planerat, kunde AIM fortfarande göra sina mätningar och skicka hem 99 % av den data som samlades in.

Kort därefter stötte rymdfarkosten återigen på ett uppdragshotande problem. Rymdfarkosten skickade sig själv upprepade gånger till säkert läge, vilket effektivt stängde av rymdfarkosten och krävde en tidskrävande serie uppgifter för att starta om. Men återigen kunde ingenjörerna ladda upp ny programvara till rymdfarkosten för att kringgå problemet och hålla AIM funktionell. Den nya mjukvaruuppdateringen har förhindrat över tusen sådana incidenter på rymdfarkosten sedan dess.

Under 2019 började AIM:s batteri minska, men genom stor ansträngning och uppfinningsrikedom bibehöll uppdragsoperationsteamet batterikraften, vilket gjorde det möjligt för rymdfarkosten att fortsätta returnera data. I början av 2023 upplevde batteriet en betydande nedgång i prestanda, vilket innebar att rymdfarkosten inte regelbundet kunde ta emot kommandon eller samla in data. Tyvärr var det här maskinvaruproblemet inte ett som kunde repareras på distans, och satelliten slutade äntligen samla in data i mars 2023.

"Vi är ledsna över att se AIM nå slutet av sin livstid, men det har varit fantastiskt hur länge det har varat", sa Bailey. "Det har gett oss mer data och insikt om nattlysande moln och atmosfäriska gravitationsvågor än vi någonsin kunde ha hoppats på."

Även om rymdfarkosten har sett sina sista nattglänsande moln, kommer forskare att fortsätta att studera AIMs data i många år framöver. När det gäller själva rymdfarkosten kommer den långsamt att förlora omloppshöjd och brinna upp när atmosfären återinträder 2026.

"Det finns fortfarande gigabyte på gigabyte av AIM-data att studera", säger Cora Randall, AIMs biträdande huvudforskare och senior forskare vid Laboratory for Atmospheric and Space Physics i Boulder, Colorado. "Och eftersom våra modeller och beräkningsmöjligheter fortsätter att förbättras kommer människor att göra många fler upptäckter med hjälp av AIM-datauppsättningarna."

Tillhandahålls av NASA:s Goddard Space Flight Center