Nová mise NASA prostuduje neviditelné halo kolem Země

Nová americká mise má za úkol pořídit snímky neviditelného halo kolem Země, slabého záření, které vydává nejvzdálenější vrstva naší atmosféry, exosféra, podle toho, jak se mění a upravuje v reakci na dění na Slunci. Chápání fyzikálních procesů v exosféře je klíčovým krokem k předvídání nebezpečných podmínek v blízkém okolí Země, ale je i požadavkem pro ochranu astronautů z programu Artemis, kteří budou touto oblastí prolétávat při výpravách k Měsíci a jednou i k Marsu. Sonda Carruthers Geocorona Observatory má (snad již za pár hodin) odstartovat z Floridy a bude plnit právě výše jmenované úkoly.

V 70. letech mohli vědci pouze spekulovat o tom, jak daleko do kosmického prostoru dosahuje zemská atmosféra. Nejistotu do všeho vnášela právě exosféra, vnější vrstva zemské atmosféry, která začíná ve výšce zhruba 480 kilometrů. Teoretici ji chápali jako oblak atomů vodíku – nejlehčího prvku – které vystoupaly tak vysoko, že aktivně unikaly do kosmického prostoru. Jenže exosféra se projevuje pouze slabým ultrafialovým zářením označovaným jako geokoróna. Průkopníkem v této oblasti byl vědec a inženýr George Carruthers, který si dal za cíl spatřit ji. Po vypuštění několika prototypů na testovacích raketách dokázal vyvinout ultrafialovou kameru připravenou na jednosměrnou cestu do kosmického prostoru. V dubnu 1972 astronauti z mise Apollo 16 umístili Carruthersovu kameru do lunární oblasti Descartes Highlands a lidstvo se dočkalo prvního pohledu na pozemskou geokorónu. Snímky byly fascinující nejen tím, co zachycují, ale i tím, co nezachycují.

„Kamera nebyla dostatečně daleko. Nacházela se na Měsíci, což nestačilo na získání celkového pohledu v zorném poli,“ vysvětluje Lara Waldrop, hlavní řešitelka mise Carruthers Geocorona Observatory a dodává: „A to bylo skutečně šokující, že by se tento lehký, načechraný obláček vodíku kolem Země mohl táhnout až tak daleko od povrchu.“ Waldrop vede misi z University of Illinois Urbana-Champaign, kterou absolvoval George Carruthers. Dnešní představy o exosféře počítají s jejím rozsahem až do poloviny vzdálenosti Měsíce. Ovšem důvody pro její studium přesahují obyčejnou zvědavost z potvrzení její velikosti.

Když sluneční erupce doletí k Zemi, zasáhnou nejprve exosféru, což vyvolá řetězec reakcí, které někdy mohou vyvrcholit v nebezpečné bouře kosmického počasí. Pochopení reakcí exosféry je důležité pro předpovídání a minimalizaci efektů těchto bouří. Kromě toho vodík, jeden z prvků potřebných pro vytvoření vody, uniká právě přes exosféru. Mapování procesu tohoto úniku může vědcům posvítit na to, proč si Země stále udržuje vodu, zatímco jiné planety nikoliv. To nám může pomoci odhalit exoplanety, tedy planety u cizích hvězd, které by to mohly mít stejně.

Americká sonda Carruthers Geocorona Observatory, je pojmenována na počest George Carrutherse a byla navržena tak, aby pořídila první kontinuální videa zemské exosféry, odhalila její plný rozsah i vnitřní dynamiku. „Nikdy jsme neměli misi, která by byla vyhrazena k pozorování exosféry,“ říká Alex Glocer, vědec z mise Carruthers Geocorona Observatory z Goddardova střediska v marylandském Greenbeltu a dodává: „Je opravdu vzrušující, že tato měření budeme provádět poprvé.“ Carruthers Geocorona Observatory s hmotností 240 kilogramů a rozměry dvoumístné pohovky má startovat na Falconu 9 společně s observatoří IMAP od NASA a družicí SWFO-L1 od agentury NOAA. Po startu čeká na všechny tři sondy zhruba čtyřměsíční přeletová fáze do  libračního bodu L1 soustavy Slunce-Země, který se nachází asi o 1,5 milionu kilometrů blíže ke Slunci než Země. Po měsíc trvajícím období vědeckých kontrol má vědecká fáze Carruthers Geocorona Observatory začít v březnu 2026.

Z bodu L1, který je zhruba 4× dál od Země než Měsíc, bude Carruthers Geocorona Observatory zachycovat podrobné pohledy na exosféru, k čemuž využije své dvě ultrafialové kamery – jednu s užším a druhou se širším zorným polem. „Kamera s úzkým zorným polem nám dovolí „zazoomovat“ opravdu blízko, abychom viděli, jak proměnlivá je exosféra blízko naší planety,“ říká Glocer a dodává: „Širokoúhlý snímač vám umožní sledovat plný rozměr a rozsah exosféry i to, jak se mění daleko od zemského povrchu.“ Tyto dva přístroje společně zmapují vodíkové atomy putující exosférou a mířící do okolního prostředí. Ale to, co se dozvíme o úniku naší atmosféry, půjde aplikovat mnohem dále. „Porozumění tomu, jak to funguje na Zemi, nám pomůže lépe pochopit exoplanety a to, jak rychle může docházet k úniku jejich atmosféry,“ vysvětluje Waldrop. Studiem fyziky Země, jediné planety, o které víme, že podporuje život, nám observatoř Carruthers Geocorona Observatory pomůže zjistit, co přesně hledat jinde ve vesmíru.

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

Zdroje obrázků:
https://upload.wikimedia.org/…/Carruthers_Geocorona_Observatory_Images_%28SVS14830_-_Carruthers_Back_0002-Edited%29.jpg
https://assets.science.nasa.gov/dynamicimage/assets/science/hpd/geospace/moon-based-telescope.jpg
https://assets.science.nasa.gov/dynamicimage/assets/science/hpd/geospace/1514px-earth_in_ultraviolet_from_the_moon_s72-40821.jpg