Přístroj LEXI přinese pohled na zemskou magnetosféru

Americký rentgenový snímač, který brzy vyrazí k Měsíci, je důkazem, že i při letech k Měsíci je možné studovat naši planetu. Jeho úkolem totiž bude pořídit první globální snímky magnetického pole, které chrání Zemi před nebezpečnými projevy našeho Slunce. Přístroj LEXI (Lunar Environment Heliospheric X-ray Imager) je jedním z deseti nákladů na palubě příští lunární dodávky z programu CLPS (Commercial Lunar Payload Services). Lander Blue Ghost od firmy Firefly Aerospace by měl odstartovat na Falconu 9 z Kennedyho střediska na Floridě v polovině ledna. LEXI podpoří snahu NASA porozumět tomu, jak Země reaguje na kosmické počasí.

Jakmile se po přistání landeru na Měsíci usadí a rozptýlí zvířený regolit, LEXI se aktivuje, zahřeje na provozní teplotu a zaměří svůj zrak směrem k Zemi. Po dobu šesti dnů bude sbírat snímky rentgenového záření, které vychází z okrajů rozsáhlé pozemské magnetosféry. Tento komplexní pohled by mohl ukázat, jak tato ochranná hranice reaguje na vesmírné počasí a další kosmické síly, jak se může otevřít a vpustit proudy nabitých slunečních částic, které vytvářejí polární záři a mohou poškodit infrastrukturu.

„Pokusíme se získat tento velký pohled na kosmické prostředí okolo Země,“ říká Brian Walsh, kosmický fyzik z Boston University a hlavní řešitel přístroje LEXI a dodává: „Mnoho fyzikálních poznatků může být ezoterických nebo obtížně pochopitelných bez dlouholetého specifického vzdělání, ale toto bude věda, kterou můžete vidět.“ Co vlastně LEXI uvidí? Nízkoenergetické rentgenové záření, které vzniká, když proud částic ze Slunce (takzvaný sluneční vítr) narazí do zemského magnetického pole. K tomu dochází na okraji magnetosféry, v takzvané magnetopauze. Vědcům se nedávno podařilo detekovat tyto rentgenové paprsky v mozaice pozorování z jiných družic a přístrojů. Při pohledu z Měsíce však bude celá magnetopauza v zorném poli přístroje LEXI.

Tým na Zemi bude nepřetržitě sledovat, jak se magnetosféra rozšiřuje, smršťuje a mění tvar v reakci na intenzitu slunečního větru. „Očekáváme, že poprvé v historii uvidíme nádechy a výdechy magnetosféry,“ říká Hyunju Connor, astrofyzička z Goddardova střediska v marylandském Greenbeltu, která vede vývoj přístroje LEXI ze strany NASA a dodává: „Když je sluneční vítr velmi silný, magnetosféra se smrskne a stáhne směrem k Zemi. Poté, až sluneční vítr zeslábne, se opět rozšíří.“ LEXI bude mít také za úkol zachytit magnetické přepojení. K tomuto jevu dochází při spojení siločar magnetického pole se siločárami ve slunečním větru, po kterém nastává uvolnění energetických částic, které směřují k pozemským pólům. To by mohlo vědcům pomoci zodpovědět přetrvávající otázky týkající se těchto událostí, včetně toho, zda k nim dochází na více místech současně, zda k nim dochází soustavně, nebo po částech, a tak podobně.

Tyto částice ze Slunce proudící do zemské atmosféry mohou vytvářet jasné polární záře, ale také mohou poškozovat družice kroužící kolem Země, či interagovat s energetickou rozvodnou sítí na Zemi. „Chceme porozumět tomu, jak se příroda chová,“ vysvětluje Connor a dodává: „A toto porozumění nám může pomoci chránit kosmickou infrastrukturu.“ Let v rámci programu CLPS nebude první výpravou přístroje LEXI do kosmického prostoru. Tým na Goddardově středisku postavil přístroj STORM, který měl testovat technologii k detekci nízkoenergetického rentgenového záření při širokém zorném poli. V roce 2012 byl přístroj STORM vynesen suborbitální raketou a při pádu zpět na Zemi sbíral rentgenové snímky.

Přístroj skončil ve vitríně na Goddardově středisku, kde ležel deset let. Když NASA vypsala výzvu na projekty v programu CLPS, které by bylo možné realizovat rychle a s omezeným rozpočtem, Walsh si vzpomněl na tento přístroj a na potenciál, který by mohl z měsíčního povrchu vidět. „Rozbili bychom sklo – ne doslova -, ale odstranili bychom ho, zrestaurovali a obnovili, což by nám umožnilo podívat se zpět a získat globální obraz, který jsme nikdy předtím neměli,“ uvedl. Některé staré prvky optiky a další díly byly nahrazeny novými, ale přístroj byl celkově v dobrém stavu a připraven znovu letět. „Můžeme z něj získat hodně opravdu bohatých vědeckých dat,“ doplnil Walsh.

V rámci programu CLPS agentura NASA investuje do komerčních služeb dodávek na Měsíc, aby umožnila růst průmyslu a podpořila dlouhodobý průzkum Měsíce. Jako primární zákazník pro dodávky CLPS chce NASA být jedním z mnoha zákazníků budoucích letů. Goddardovo středisko je hlavním vědeckým spolupracovníkem na projektu LEXI. Marshallovo středisko v Huntsville v Alabamě řídí vývoj sedmi z deseti užitečných zatížení CLPS, které nese lunární modul Blue Ghost Firefly, včetně LEXI.

Přeloženo z:
https://science.nasa.gov/

Zdroje obrázků:
https://assets.science.nasa.gov/dynamicimage/assets/science/missions/lexi/24-1090-LEXI-034.JPG
https://assets.science.nasa.gov/dynamicimage/assets/science/missions/lexi/53879543672_542be071cc_o.png
https://media.springernature.com/…/MediaObjects/11214_2024_1063_Fig8_HTML.png
https://media.springernature.com/…/MediaObjects/11214_2024_1063_Fig1_HTML.png