Нова місія NASA буде знімати зображення невидимого ореолу Землі — слабкого світла, що випромінюється зовнішнім шаром атмосфери нашої планети, екзосферою, коли вона трансформується і змінюється під впливом Сонця.
Що являє собою геокорона Землі?
Розуміння фізики екзосфери є ключовим кроком до прогнозування небезпечних умов у навколоземному просторі, що є необхідною умовою для захисту астронавтів Artemis, які подорожують через цей регіон на шляху до Місяця або під час майбутніх польотів на Марс. Обсерваторія Carruthers Geocorona буде запущена з Космічного центру Кеннеді NASA у Флориді не раніше вівторка, 23 вересня.
На початку 1970-х років вчені могли лише здогадуватися, як далеко в космос простягається земна атмосфера. Таємниця полягала в екзосфері, найвіддаленішому шарі нашої атмосфери, який починається на висоті близько 300 миль. Теоретики уявляли її як хмару атомів водню (найлегшого елемента), яка піднялася на таку висоту, що атоми активно виривалися в космос.
Але екзосфера виявляє себе лише через слабкий ореол ультрафіолетового світла, відомий як геокорона. Піонер науки та інженер доктор Джордж Каррутерс поставив собі за завдання побачити її. Після запуску кількох прототипів на випробувальних ракетах він розробив ультрафіолетову камеру, готову до односторонньої подорожі в космос.
У квітні 1972 року астронавти Apollo 16 встановили камеру Каррутерса на місячному плато Декарт, і людство вперше побачило геокорону Землі. Зображення, які вона зробила, були дивовижними.
«Камера не була достатньо далеко, перебуваючи на Місяці, щоб охопити все поле зору, — сказала Лара Волдроп, головна дослідниця обсерваторії геокорони Каррутерса. — І це справді шокувало, що ця пухнаста хмара водню навколо Землі могла простягатися так далеко від поверхні».
Наша планета у новому світлі
Сьогодні вважається, що екзосфера простягається щонайменше до половини відстані до Місяця. Але причини для її вивчення виходять за межі простої цікавості щодо її розмірів.
Коли сонячні спалахи досягають Землі, вони спочатку вражають екзосферу, викликаючи ланцюжок реакцій, які іноді завершуються небезпечними космічними бурями. Розуміння реакції екзосфери є важливим для прогнозування та пом’якшення наслідків цих бур. Крім того, водень — один з атомних будівельних блоків води, виходить через екзосферу. Картування цього процесу виходу проллє світло на те, чому Земля утримує воду, а інші планети — ні, що допоможе нам знайти екзопланети, які можуть робити те саме.
Обсерваторія Carruthers Geocorona NASA, названа на честь Джорджа Каррутерса, призначена для зйомки перших безперервних фільмів про екзосферу Землі, що розкривають її повну протяжність і внутрішню динаміку.
Подорож до точки Лагранжа L1
Космічний апарат Carruthers вагою 531 фунт і розміром приблизно з двомісний диван буде запущений на борту ракети SpaceX Falcon 9 разом із космічним апаратом NASA IMAP (Interstellar Mapping and Acceleration Probe) та космічним метеорологічним супутником SWFO-L1 (Space Weather Follow On—Lagrange 1) Національного управління океанічних і атмосферних досліджень.
Після запуску всі три місії розпочнуть чотиримісячну фазу польоту до точки Лагранжа 1 (L1), яка розташована приблизно на 1 млн миль ближче до Сонця, ніж Земля. Після місячного періоду наукових перевірок, дворічна наукова фаза Carruthers розпочнеться у березні 2026 року.
З L1, що розташована приблизно в чотири рази далі, ніж Місяць, Carruthers зробить комплексний знімок екзосфери за допомогою двох ультрафіолетових камер, камери ближнього поля і камери широкого поля. Ці дві камери разом будуть картографувати атоми водню, які рухаються через екзосферу і, зрештою, виходять у космос. Але те, що ми дізнаємося про витік атмосфери на нашій рідній планеті, має значення далеко за її межами.
«Розуміння того, як це працює на Землі, значно розширить наше уявлення про екзопланети та про те, як швидко їхня атмосфера може випаровуватися», — сказала Волдроп.
Вивчаючи фізику Землі, єдиної планети, про яку ми знаємо, що вона підтримує життя, обсерваторія Carruthers Geocorona може допомогти нам зрозуміти, що шукати в інших частинах Всесвіту.
За матеріалами phys.org
