Новая миссия NASA будет снимать изображение невидимого ореола Земли — слабого света, излучаемого внешним слоем атмосферы нашей планеты, экзосферой, когда она трансформируется и изменяется под влиянием Солнца.
Что представляет собой геокорона Земли?
Понимание физики экзосферы является ключевым шагом к прогнозированию опасных условий в околоземном пространстве, что является необходимым условием защиты астронавтов Artemis, путешествующих через этот регион на пути к Луне или во время предстоящих полетов на Марс. Обсерватория Carruthers Geocorona будет запущена из космического центра Кеннеди NASA во Флориде не ранее вторника, 23 сентября.
В начале 70-х годов ученые могли лишь догадываться, как далеко в космос простирается земная атмосфера. Тайна заключалась в экзосфере, самом отдаленном слое нашей атмосферы, который начинается на высоте около 300 миль. Теоретики представляли ее как облако атомов водорода (самого легкого существующего элемента), поднявшееся на такую высоту, что атомы активно вырывались в космос.
Но экзосфера проявляет себя лишь из-за слабого ореола ультрафиолетового света, известного как геокорона. Пионер науки и инженер доктор Джордж Каррутерс поставил себе задачу увидеть ее. После запуска нескольких прототипов на испытательных ракетах он разработал ультрафиолетовую камеру, готовую к одностороннему путешествию в космос.
В апреле 1972 года астронавты Apollo-16 установили камеру Каррутерса на лунном плато Декарта, и человечество впервые увидело геокорону Земли. Изображения, сделанные ею, были впечатляющими.
«Камера не была достаточно далеко, находясь на Луне, чтобы охватить все поле зрения, — сказала Лара Уолдроп, главный исследователь обсерватории геокороны Каррутерса. — И это было действительно шокирующим — что это пушистое облако водорода вокруг Земли могло простираться так далеко от поверхности».
Наша планета в новом свете
Сегодня считается, что экзосфера простирается как минимум до половины расстояния до Луны. Но причины ее изучения выходят за пределы простого любопытства относительно ее размеров.
Когда солнечные вспышки достигают Земли, они сначала поражают экзосферу, вызывая цепочку реакций, иногда завершающихся опасными космическими бурями. Понимание реакции экзосферы важно для прогнозирования и смягчения последствий этих бурь. Кроме того, водород – один из атомных строительных блоков воды, выходит через экзосферу. Картирование этого процесса выхода прольет свет на то, почему Земля удерживает воду, а другие планеты – нет, что поможет нам найти экзопланеты, которые могут делать то же самое.
Обсерватория Carruthers Geocorona NASA, названная в честь Джорджа Каррутерса, предназначена для съемки первых непрерывных фильмов об экзосфере Земли, раскрывающих ее полную протяженность и внутреннюю динамику.
Путешествие к точке Лагранжа L1
Космический аппарат Carruthers весом 531 фунт и размером примерно с двухместный диван будет запущен на борту ракеты SpaceX Falcon 9 вместе с космическим аппаратом NASA IMAP (Interstellar Mapping and Acceleration Probe) и космическим метеорологическим спутником SWFO-L1 (Space Weather Follow On).
После запуска все три миссии приступят к четырехмесячной фазе полета к точке Лагранжа 1 (L1), которая находится примерно на 1 млн миль ближе к Солнцу, чем Земля. После месячного периода научных проверок двухлетняя научная фаза Carruthers начнется в марте 2026 года.
С L1, находящийся примерно в четыре раза дальше, чем Луна, Carruthers сделает комплексный снимок экзосферы с помощью двух ультрафиолетовых камер, камеры ближнего поля и камеры широкого поля. Эти две камеры вместе будут картографировать атомы водорода, которые двигаются через экзосферу и, наконец, выходят в космос. Но то, что мы узнаем об утечке атмосферы на нашей родной планете, имеет значение далеко за ее пределами.
«Понимание того, как это работает на Земле, значительно расширит наше представление об экзопланетах и о том, как быстро их атмосфера может испаряться», — сказала Уолдроп.
Изучая физику Земли, единственную планету, о которой мы знаем, что она поддерживает жизнь, обсерватория Carruthers Geocorona может помочь нам понять, что искать в других частях Вселенной.
По материалам: phys.org
