Μια νέα αποστολή της NASA ετοιμάζεται να μελετήσει ένα μυστηριώδες ρεύμα φορτισμένων σωματιδίων που περιβάλλει τη Γη σε σχήμα δαχτυλιδιού, με στόχο να βοηθήσει τους επιστήμονες να προστατεύσουν δορυφόρους, ενεργειακά δίκτυα και κρίσιμες υποδομές από τις επιπτώσεις του διαστημικού καιρού.
Η αποστολή ονομάζεται STORIE (Storm Time O+ Ring Current Imaging Evolution) και θα επιχειρήσει να αποκαλύψει περισσότερες λεπτομέρειες για το λεγόμενο «ρεύμα δακτυλίου», το οποίο παγιδεύει φορτισμένα σωματίδια γύρω από τον πλανήτη σε σχήμα ντόνατ, όπως αναφέρει το space.com. Ένας από τους βασικούς στόχους της αποστολής είναι να απαντηθεί ένα κρίσιμο επιστημονικό ερώτημα: τα συγκεκριμένα σωματίδια προέρχονται από τον Ήλιο ή από την ίδια τη Γη;
Σύμφωνα με τον Άλεξ Γκλόσερ, επικεφαλής ερευνητή της αποστολής στο Διαστημικό Κέντρο Γκόνταρντ της NASA, τα σωματίδια αυτά έχουν σημαντικές επιπτώσεις στον διαστημικό καιρό. Οι επιστήμονες δίνουν ιδιαίτερη σημασία στη μελέτη τους, καθώς ο ηλιακός κύκλος πλησιάζει στο αποκορύφωμα της 11ετούς δραστηριότητάς του, κάτι που συμβαίνει περίπου αυτή την περίοδο.
Η εκτόξευση της αποστολής STORIE προς τον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό
Η αποστολή STORIE αναμένεται να μεταφερθεί στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό το νωρίτερο στις 12 Μαΐου, μέσω της 34ης εμπορικής αποστολής ανεφοδιασμού CRS της SpaceX. Η NASA θα συνεργαστεί με τη Διαστημική Δύναμη των ΗΠΑ ώστε το όργανο να μεταφερθεί στο πλαίσιο του φορτίου Houston 11 (STP-H11), το οποίο αποτελεί μέρος του Διαστημικού Προγράμματος Δοκιμών του υπουργείου Άμυνας των ΗΠΑ.
Οι αποστολές του Space Test Program πραγματοποιούνται από το 1966 σε διάφορα διαστημικά οχήματα και έχουν ως στόχο την έρευνα και ανάπτυξη τεχνολογιών για το υπουργείο Άμυνας, συμπεριλαμβανομένων πειραμάτων στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό. Μία από τις γνωστές σειρές πειραμάτων είναι το MISSE (Materials on International Space Station Experiment), το οποίο εξετάζει τις επιπτώσεις του διαστημικού καιρού στα υλικά των διαστημοπλοίων, με στόχο τον καλύτερο σχεδιασμό μελλοντικών αποστολών που θα αντέχουν στην ακτινοβολία και στις ακραίες θερμοκρασίες.
Αφού το STORIE και το υπόλοιπο φορτίο Houston 11 τοποθετηθούν με ρομποτικό βραχίονα στο εξωτερικό τμήμα του Διεθνούς Διαστημικού Σταθμού, η αποστολή θα ξεκινήσει την αναζήτηση της προέλευσης των φορτισμένων σωματιδίων που σχηματίζουν το μυστηριώδες δαχτυλίδι γύρω από τη Γη.
Ηλιακός άνεμος, στεμματικές εκτινάξεις μάζας και διαστημικός καιρός
Ο Ήλιος είναι ένα ιδιαίτερα ενεργό άστρο. Ένα συνεχές ρεύμα φορτισμένων σωματιδίων εγκαταλείπει τον Ήλιο με τη μορφή του ηλιακού ανέμου, ενώ κατά περιόδους έντονης ηλιακής δραστηριότητας, όπως οι ηλιακές εκλάμψεις, εκτοξεύονται πυκνά νέφη σωματιδίων μέσω των στεμματικών εκτινάξεων μάζας.
Η NASA διαθέτει έναν ολόκληρο στόλο διαστημικών σκαφών που μελετούν τον Ήλιο, προκειμένου να βελτιωθούν οι προβλέψεις του διαστημικού καιρού. Οι προβλέψεις αυτές είναι κρίσιμες, καθώς επιτρέπουν στους διαχειριστές διαστημικών αποστολών να προστατεύουν δορυφόρους, ενώ παράλληλα βοηθούν οργανισμούς παρακολούθησης διαστημικού καιρού, όπως η NOAA, να ενημερώνουν το κοινό για πιθανές επιπτώσεις. Τα αδέσποτα ηλεκτρικά ρεύματα που προέρχονται από τον Ήλιο μπορούν να καταστρέψουν δορυφόρους, γραμμές μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας και άλλες κρίσιμες υποδομές.
Η αποστολή STORIE θα επικεντρωθεί ιδιαίτερα στην αναζήτηση οξυγόνου μέσα στο ρεύμα δακτυλίου, καθώς αυτό θα μπορούσε να αποδείξει ότι τα σωματίδια δεν προέρχονται από τον Ήλιο αλλά από τη Γη. Όπως εξήγησε ο Γκλόσερ, όταν εντοπίζεται οξυγόνο, αυτό προέρχεται από την ατμόσφαιρα της Γης, αφού ελάχιστο οξυγόνο μεταφέρεται μέσω του ηλιακού ανέμου.
Εάν λοιπόν η αποστολή εντοπίσει μεγάλες ποσότητες οξυγόνου στο ρεύμα δακτυλίου, αυτό θα αποτελεί ένδειξη ότι το φαινόμενο δημιουργείται κυρίως από την ατμόσφαιρα της Γης και όχι από τον Ήλιο.
Πώς τα ουδέτερα άτομα θα αποκαλύψουν την προέλευση του μυστηριώδους δαχτυλιδιού
Οι επιστήμονες της αποστολής σχεδιάζουν να παρακολουθήσουν τι συμβαίνει όταν τα θετικά φορτισμένα σωματίδια παγιδεύονται στο δαχτυλίδι γύρω από τη Γη. Ορισμένα από αυτά τα σωματίδια διαφεύγουν, αποκτώντας ηλεκτρόνια που αιωρούνται στην ατμόσφαιρα του πλανήτη.
Όταν ένα θετικό και ένα αρνητικό φορτίο συνδυάζονται, δημιουργείται ουδέτερο φορτίο. Τα μετασχηματισμένα αυτά σωματίδια παύουν πλέον να μεταφέρουν ηλεκτρικό ρεύμα καθώς εγκαταλείπουν το δαχτυλίδι. Όπως εξήγησε ο Άλεξ Γκλόσερ, όταν τα φορτισμένα σωματίδια γίνονται ουδέτερα, δεν επηρεάζονται πλέον από το μαγνητικό πεδίο της Γης και δεν παραμένουν παγιδευμένα, με αποτέλεσμα να μπορούν να κινηθούν προς οποιαδήποτε κατεύθυνση.
Η αποστολή STORIE θα παρακολουθεί αυτά τα ουδέτερα σωματίδια, γνωστά ως ενεργητικά ουδέτερα άτομα, ώστε να καταγράψει την ταχύτητα και την κατεύθυνσή τους, δίνοντας ιδιαίτερη έμφαση στον εντοπισμό ατόμων οξυγόνου για να αποκαλυφθεί η προέλευση του ρεύματος δακτυλίου.
Οι βασικοί στόχοι της αποστολής STORIE
Πέρα από την αναζήτηση της προέλευσης των σωματιδίων, οι ερευνητές θέλουν να κατανοήσουν πώς μεταβάλλεται η ροή των σωματιδίων κατά τη διάρκεια ηλιακών καταιγίδων, καθώς και πώς αλλάζει το μέγεθος, το σχήμα και η ηλεκτρική ένταση του «δαχτυλιδιού».
Η αποστολή θα μελετήσει επίσης τι συμβαίνει καθώς το ηλεκτρικό ρεύμα κινείται μέσα στο δαχτυλίδι και ποιες επιπτώσεις μπορεί να έχει σε αγωγούς, ηλεκτρικά δίκτυα και ακόμη και στην επιφάνεια των δορυφόρων.
Ένας ακόμη σημαντικός στόχος είναι να εξεταστεί το ενδεχόμενο το ρεύμα δακτυλίου να προκαλεί την πρόωρη πτώση δορυφόρων. Σύμφωνα με τη NASA, όταν αυξάνεται η ενέργεια στο ρεύμα δακτυλίου, μέρος αυτής της ενέργειας μεταφέρεται στην ανώτερη ατμόσφαιρα, προκαλώντας θέρμανση και διαστολή της, γεγονός που αυξάνει την ατμοσφαιρική αντίσταση στους δορυφόρους.
Τι διαφορετικό θα κάνει η αποστολή STORIE σε σχέση με προηγούμενες έρευνες
Προηγούμενες αποστολές είχαν ήδη μελετήσει τα ενεργητικά ουδέτερα άτομα, αλλά όχι με τόσο ολοκληρωμένο τρόπο. Τα διαστημικά σκάφη IMAGE και TWINS της NASA είχαν παρατηρήσει το ρεύμα από επάνω προς τα κάτω, αντιμετωπίζοντας όμως δυσκολίες στον εντοπισμό του ρεύματος κοντά στο κέντρο του δαχτυλιδιού, όπου οι ανακλάσεις της Γης δημιουργούσαν παρεμβολές, καθώς και κοντά στον ισημερινό λόγω της γωνίας παρατήρησης.
Παράλληλα, προηγούμενες αποστολές με ερευνητικούς πυραύλους είχαν εξετάσει τα ενεργητικά ουδέτερα άτομα μέσα από το ίδιο το ρεύμα δακτυλίου, αλλά μπορούσαν να παρατηρήσουν μόνο μικρά τμήματά του και μόνο για λίγα λεπτά κάθε φορά.
Αντίθετα, εφόσον η αποστολή STORIE εξελιχθεί σύμφωνα με το σχέδιο, θα πραγματοποιεί μία πλήρη περιφορά της Γης κάθε 90 λεπτά, επιτρέποντας την παρατήρηση του ρεύματος δακτυλίου από όλες τις πλευρές. Όπως επισημαίνει η NASA, η προσπάθεια αυτή θα συμβάλει στην καλύτερη κατανόηση του τρόπου με τον οποίο η Γη ανταποκρίνεται στις ηλιακές καταιγίδες, στη βελτίωση των προβλέψεων διαστημικού καιρού και στον περιορισμό των επιπτώσεων που έχει ο διαστημικός καιρός στις τεχνολογίες από τις οποίες εξαρτάται η ανθρωπότητα.
