افشای هاله نامرئی زمین
در اوایل دهه ۱۹۷۰، شواهد مستقیمی برای نشان دادن میزان گسترش جو زمین به فضا در دست نبود. بیشتر ابهامها به اگزوسفر، بالاترین لایه جوی مربوط میشد که تقریبا از ۳۰۰ مایل (۴۸۰ کیلومتر) بالای سطح زمین آغاز میشود. دانشمندان معتقد بودند که این لایه بیشتر از اتمهای هیدروژن تشکیل شده است که به ارتفاع کافی رسیدهاند و به آرامی در حال فرار از میدان گرانشی زمین هستند. اگزوسفر تنها از طریق درخششی بسیار ضعیف در محدوده فرابنفش، موسوم به ژئوکورونا قابل شناسایی است. دکتر جورج کاروترز، دانشمند و مهندس پیشگام برای مشاهده مستقیم این پدیده، شروع به توسعه دوربینهای تخصصی فرابنفش کرد. فضانوردان ماموریت آپولو ۱۶ در آوریل ۱۹۷۲، این دوربین را در فلات دکارت ماه مستقر کردند. از این نقطه دید، نخستین تصاویر ژئوکورونا (هاله نامرئی زمین) ثبت شد، که نتایج آن هم از نظر اطلاعات ارائهشده و هم از نظر کشف شدن کمبودهای دانش قبلی، بسیار چشمگیر بود.
بیشتر بخوانید: فضاپیمای ناسا صدهزارمین تصویر خود از سیاره سرخ را ثبت کرد
لارا والدراپ، محقق اصلی رصدخانه Carruthers Geocorona گفت: «دوربین حتی با قرار گرفتن بر سطح ماه، فاصله کافی نداشت تا کل میدان دید را پوشش دهد و این موضوع که این ابر سبک و پراکنده هیدروژن اطراف زمین میتواند تا این فاصله از سطح سیاره امتداد یابد واقعا شگفتآور بود.» والدراپ هدایت این ماموریت را از دانشگاه ایلینوی اربانا-شمپین بر عهده دارد، جایی که جورج کاروترز از آن فارغالتحصیل شده بود.
زمین از نگاهی دیگر
دانشمندان اکنون بر این باور هستند که اگزوسفر دستکم تا نیمه مسیر میان زمین و ماه گسترش یافته است. اما اهمیت این لایه تنها محدود به اندازه آن نیست. زمانی که فورانهای خورشیدی به زمین میرسند، نخستین برخورد آنها با اگزوسفر است و این موضوع سلسلهای از فرایندهای فیزیکی را آغاز میکند که گاهی میتواند باعث رخدادهای پرخطر آب و هوای فضایی شود. بررسی واکنش هاله نامرئی زمین نسبت به این اختلالات خورشیدی برای بهبود پیشبینیها و کاهش خطرات متوجه فضاپیماها و فضانوردان اهمیت حیاتی دارد.
برای مطالعه بیشتر: یک کارآفرین میلیاردر مدیر ناسا شد
همچنین این ناحیه در فرایند تدریجی از دست دادن هیدروژن، عنصر کلیدی آب (H2O)، نقش ایفا میکند. ردیابی مسیر فرار هیدروژن از زمین میتواند توضیح دهد که چرا سیاره ما موفق به حفظ آب خود شده است و این سرنخهای ارزشمندی در کاوش سیارههای فراخورشیدی بالقوه قابل سکونت ارائه میدهد. رصدخانه Carruthers Geocorona ناسا، به افتخار جورج کاروترز نامگذاری شده و برای ثبت نخستین فیلمهای پیوسته از اگزوسفر زمین طراحی شده است تا گستره کامل و ساختار دینامیکی داخلی آن را آشکار سازد. الکس گلوسر، دانشمند ماموریت کاروترز در مرکز پرواز فضایی گودارد ناسا در گرینبلت، مریلند عنوان کرد: «تاکنون هیچ ماموریتی به طور اختصاصی به مشاهده هاله نامرئی زمین اختصاص نداشته است. اینکه برای نخستین بار قادر به دریافت این اندازهگیریها خواهیم بود، هیجانانگیز است.»
سفر به نقطه L1
رصدخانه Carruthers با وزن ۵۳۱ پوند و ابعادی تقریبا برابر با یک مبل دونفره، همراه با فضاپیمای IMAP ناسا و ماهواره آب و هوای فضایی SWFO-L1 سازمان ملی اقیانوسشناسی و جوی از پایگاه کیپ کاناورال با موشک Falcon 9 شرکت اسپیس ایکس پرتاب شد. پس از پرتاب، هر سه ماموریت وارد مرحله چهار ماهه سفر به نقطه لاگرانژ ۱ (L1) خواهند شد، که حدود یک میلیون مایل به خورشید نزدیکتر از زمین است. پس از یک ماه دوره بررسیهای علمی، فاز دو ساله علمی Carruthers از مارس ۲۰۲۶ آغاز خواهد شد. از L1، که فاصلهای تقریبا چهار برابر دورتر از ماه نسبت به زمین دارد، Carruthers نمای جامعی از اگزوسفر را با استفاده از دو دوربین فرابنفش، یک تصویرگر نزدیکبرد و یک تصویرگر میدانگسترده ثبت خواهد کرد. این دو ابزار حرکت اتمهای هیدروژن در اگزوسفر و فرار آنها به فضا را ردیابی خواهند کرد. اما دانش بهدستآمده درباره فرار جو در زمین، کاربردی فراتر از سیاره ما دارد.
والدراپ گفت: «درک این فرایند در زمین، درک ما از سیارههای فراخورشیدی و سرعت فرار جو آنها را به طور قابل توجهی بهبود میبخشد.» با مطالعه فیزیک زمین، تنها سیارهای که میدانیم حیات را پشتیبانی میکند، رصدخانه Carruthers Geocorona میتواند ما را در تعیین ویژگیهای مورد انتظار در دیگر نقاط جهان هستی یاری دهد. این رصدخانه توسط شرکت BAE Systems طراحی و ساخته شده است. مدیریت ماموریت توسط بخش کاوشگران و پروژههای هلیوفیزیک ناسا در مرکز پرواز فضایی گودارد در گرینبلت، مریلند انجام میشود و تحت نظارت مستقیم بخش هلیوفیزیک ناسا در واشنگتن است.
