イエローナイフのオーロラ
アンデルス・オングストロームは19世紀後半、オーロラの分光を行い、オーロラの光は太陽光とは違って、短波長の光と狭い範囲の光の集まりであることを発見したと言われている。
そして緑白色の光の波長を556.7nmと測定した。正確には557.7nmである。 
その後、1925年にこの光が酸素分子から出ていることが発見された。
酸素原子の出す光も1930年に同定されるなど、オーロラの元となる気体の大部分が判明していき、大気の上層の組成もまた判明していった。
全球的観測
ドミニク作戦Iのスターフィッシュプライム実験で発生したオーロラ（1962年7月）やがて分光学と磁気嵐の研究は深化するとともに専門化していった。
事実上、20世紀半ばの時点ではオーロラの分布や動きに関する研究は全くといっていいほど進んでいなかった。
水素原子の光を同定したガルトラインが1947年に全天カメラを考案しており、国際地球観測年の委員長シドニー・チャップマンは極地全域で全天カメラを撮影することを計画した。
さらにチャップマンは全天カメラ研究が一段落ついた1965年頃に、人工衛星から写真を撮ることを提案し、これも後述するように実現した。
国際地球観測年ではロケット2基をオーロラの光っている空域へ打ち込み、強力な電子ビームがあることもわかった。
