Новая миссия NASA сделает снимки невидимого «гало» Земли – слабого свечения, испускаемого экзосферой, самым внешним слоем атмосферы нашей планеты, – которое трансформируется и изменяется под воздействием Солнца. Понимание физических процессов в экзосфере – ключевой шаг
к прогнозированию опасных условий в околоземном космическом пространстве, необходимом для защиты астронавтов миссии «Артемида», путешествующих через этот регион по пути к Луне или в будущих полётах
на Марс. Геокоронационное исследование обсерватории Каррутерса будет запущено с космодрома Кеннеди NASA во Флориде не ранее вторника,
23 сентября.
Раскрытие невидимого края Земли
В начале 1970-х годов учёные могли лишь строить догадки о том, насколько далеко простирается атмосфера Земли в космос. Эта загадка кроется
в экзосфере — самом внешнем слое нашей атмосферы, который начинается примерно в 480 километрах от Земли. Теоретики представляли её как облако атомов водорода — самого лёгкого из существующих элементов, — поднявшееся так высоко, что атомы активно улетучиваются в космос.
Но экзосфера проявляется только через слабое «ореол» ультрафиолетового света, известный как геокорона. Учёный-первопроходец и инженер доктор Джордж Каррутерс поставил перед собой задачу увидеть её. Запустив несколько прототипов на испытательных ракетах, он разработал ультрафиолетовую камеру, готовую к одностороннему полёту в космос.
В апреле 1972 года астронавты «Аполлона-16» установили камеру Каррутерса на лунном нагорье Декарт, и человечество впервые увидело геокорону Земли. Полученные изображения были потрясающими как в плане того, что удалось запечатлеть, так и в плане того, что не удалось.
«Камера находилась недостаточно далеко, находясь на Луне, чтобы охватить всё поле зрения», — сказала Лара Уолдроп, главный исследователь Геокорональной обсерватории Каррутерса. «И это было действительно шокирующе — что это лёгкое, пушистое облако водорода вокруг Земли может простираться так далеко от поверхности». Уолдроп руководит миссией
из Иллинойсского университета в Урбане-Шампейне, выпускником которого был Джордж Каррутерс.
Наша планета в новом свете
Сегодня считается, что экзосфера простирается как минимум до середины Луны. Но причины её изучения выходят за рамки любопытства
по поводу её размеров.
Когда солнечные извержения достигают Земли, они сначала поражают экзосферу, запуская цепочку реакций, которые иногда приводят к опасным космическим бурям. Понимание реакции экзосферы важно для прогнозирования и смягчения последствий этих бурь. Кроме того, водород — один из атомов, из которых состоит вода, или H₂O , — улетучивается через экзосферу. Картирование этого процесса улетучивания прольёт свет на то, почему Земля удерживает воду, а другие планеты — нет, и поможет нам найти экзопланеты, или планеты за пределами нашей Солнечной системы,
которые могут делать то же самое.
Геокоронная обсерватория Каррутерса NASA, названная в честь Джорджа Каррутерса, предназначена для получения первых непрерывных видеороликов экзосферы Земли, раскрывающих ее полное пространство
и внутреннюю динамику.
«У нас никогда прежде не было миссии, посвящённой наблюдениям
за экзосферой», — сказал Алекс Глосер, научный сотрудник миссии Carruthers
в Центре космических полётов имени Годдарда NASA в Гринбелте, штат Мэриленд. «Поистине волнительно, что мы впервые получим эти измерения».
Путешествие в L1
Космический аппарат Carruthers весом 250 кг (531 фунт) и размером примерно
с диван-кровать будет запущен на борту ракеты SpaceX Falcon 9 вместе
с космическим аппаратом IMAP (Interstellar Mapping and Acceleration Probe) NASA и космическим спутником SWFO-L1 (Space Weather Follow On – Lagrange 1) Национального управления океанических и атмосферных исследований.
После запуска все три миссии начнут четырёхмесячный этап к точке Лагранжа 1 (L1), расположенной примерно на 1 миллион миль ближе к Солнцу, чем Земля. После месячного периода научных испытаний, в марте 2026 года начнётся двухгодичный этап научной деятельности Carruthers.
Из точки L1, которая находится примерно в четыре раза дальше Луны, Каррутерс сделает детальную съемку экзосферы с помощью двух ультрафиолетовых камер, ближнепольного и широкопольного
формирователей изображений.
«Ближнепольный фотоаппарат позволяет очень сильно увеличить изображение, чтобы увидеть, как меняется экзосфера вблизи планеты», — сказал Глосер. «Широкопольный фотоаппарат позволяет увидеть весь объём и протяженность экзосферы, а также то, как она меняется вдали от поверхности Земли».
Оба устройства будут совместно картировать движение атомов водорода
в экзосфере и, в конечном итоге, в космосе. Но то, что мы знаем об утечке
из атмосферы нашей родной планеты, применимо далеко за её пределами.
«Понимание того, как это происходит на Земле, во многом поможет нам
в понимании экзопланет и того, насколько быстро их атмосферы могут покинуть нас», — сказал Уолдроп.
Изучая физику Земли, единственной известной нам планеты, на которой возможна жизнь, Геокоронационная обсерватория Каррутерса может помочь нам узнать, что искать в других местах Вселенной.
Миссию обсерватории Carruthers Geocorona возглавляет Лара Уолдроп
из Иллинойсского университета в Урбане-Шампейне. Лаборатория космических наук Калифорнийского университета в Беркли руководит реализацией миссии, проектированием и разработкой полезной нагрузки в сотрудничестве
с Лабораторией космической динамики Университета штата Юта.
Космический аппарат Carruthers был спроектирован и построен компанией
BAE Systems. Отдел исследований и гелиофизических проектов NASA в Центре космических полётов имени Годдарда в Гринбелте, штат Мэриленд, руководит миссией от имени гелиофизического отдела NASA в штаб-квартире
в Вашингтоне.
Информация взята с сайта nasa.gov
Спасибо, что ознакомились, ваш Павел М.