مهمة ناسا الجديدة ستكشف عن هالة الأرض غير المرئية

ناساستقوم مهمة كاروثرز بتصوير الغلاف الجوي الخارجي المراوغ للأرض لفهم الطقس الفضائي، والهروب من الغلاف الجوي، وصلاحية الكواكب للسكن.

تهدف مهمة ناسا إلى تصوير سمة من سمات الأرض التي عادة ما يكون من المستحيل رؤيتها: توهج خافت يحيط بالكوكب ويمثل الحافة الخارجية للغلاف الجوي. ويأتي هذا الضوء المرئي بالكاد من الغلاف الخارجي، وهي منطقة واسعة وديناميكية يتغير شكلها استجابة لنشاط الشمس.

يعد تعلم كيفية تصرف هذه الطبقة أمرًا ضروريًا للتنبؤ بالظروف الخطرة في الفضاء القريب من الأرض، وهي خطوة حاسمة في حماية رواد فضاء أرتميس أثناء سفرهم إلى القمر، وفي النهاية، المريخ. تم إطلاق مرصد كاروثرز جيوكورونا من مركز كينيدي للفضاء التابع لناسا في فلوريدا في 24 سبتمبر 2025، على متن مركبة فضائية. سبيس اكس صاروخ فالكون 9 من كيب كانافيرال.

الكشف عن حافة الأرض غير المرئية

في أوائل السبعينيات، لم يكن لدى العلماء سوى القليل من الأدلة المباشرة التي توضح مدى امتداد الغلاف الجوي للأرض إلى الفضاء. تركز جزء كبير من عدم اليقين على الغلاف الخارجي، وهو أعلى طبقة جوية، والتي تبدأ على ارتفاع 300 ميل تقريبًا فوق السطح. ويعتقد الباحثون أنها تتكون إلى حد كبير من ذرات الهيدروجين، أخف العناصر، والتي ارتفعت إلى مستوى عالٍ بما يكفي للهروب ببطء من جاذبية الأرض.

لا يمكن اكتشاف الغلاف الخارجي إلا من خلال توهج خافت للغاية من الأشعة فوق البنفسجية يُعرف باسم Geocorona. عازمًا على مراقبته مباشرة، بدأ العالم والمهندس الرائد الدكتور جورج كاروثرز في تطوير كاميرات متخصصة للأشعة فوق البنفسجية. وبعد اختبار العديد من الإصدارات المبكرة على صواريخ السبر، ابتكر أداة قادرة على العمل في الفضاء.

في أبريل 1972، وضع رواد الفضاء على متن مركبة أبولو 16 كاميرا كاروثرز على مرتفعات ديكارت على القمر. ومن هذا المنظر، التقطت الصور الأولى للكورونا الأرضية. وكانت النتائج مذهلة، ليس فقط لما كشفت عنه، ولكن أيضًا لما أشارت إلى أنه كان مفقودًا.

وقالت لارا والدروب، الباحثة الرئيسية في مرصد كاروثرز جيوكورونا: “لم تكن الكاميرا بعيدة بما يكفي، لوجودها على القمر، للحصول على مجال الرؤية بأكمله”. “وكان ذلك صادمًا حقًا – أن هذه السحابة الخفيفة الرقيقة من الهيدروجين حول الأرض يمكن أن تمتد إلى هذا الحد بعيدًا عن السطح.” يقود والدروب المهمة من جامعة إلينوي أوربانا شامبين، حيث كان جورج كاروثرز من خريجيها.

كوكبنا، في ضوء جديد

يعتقد العلماء الآن أن الغلاف الخارجي يمتد على الأقل إلى منتصف الطريق إلى القمر. لكن أهميتها تتجاوز فهم حجمها.

عندما تصل الانفجارات من الشمس إلى الأرض، فإنها تواجه الغلاف الخارجي أولاً، مما يؤدي إلى سلسلة من العمليات الفيزيائية التي يمكن أن تتصاعد أحيانًا إلى أحداث خطيرة في طقس الفضاء. تعد دراسة كيفية تفاعل الغلاف الجوي الخارجي مع هذه الاضطرابات الشمسية أمرًا حيويًا لتحسين التوقعات وتقليل المخاطر على المركبات الفضائية ورواد الفضاء.

وتلعب المنطقة أيضًا دورًا في الفقد التدريجي للهيدروجين، وهو مكون رئيسي للمياه، أو H2O. قد يساعد تتبع كيفية هروب الهيدروجين من الأرض في تفسير سبب تمكن كوكبنا من الاحتفاظ بمياهه بينما لم يتمكن الآخرون من ذلك، مما يوفر أدلة قيمة في البحث عن كواكب خارجية محتملة صالحة للحياة، أو كواكب خارج نظامنا الشمسي.

مرصد كاروثرز جيوكورونا التابع لناساتم تصميم الفيلم، الذي سمي على اسم جورج كاروثرز، لالتقاط أول أفلام متواصلة للغلاف الخارجي للأرض، مما يكشف عن امتداده الكامل وديناميكياته الداخلية.

قال أليكس غلوسر، عالم مهمة كاروثرز في مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا في جرينبيلت بولاية ميريلاند: “لم تكن لدينا مهمة من قبل كانت مخصصة لإجراء ملاحظات خارج الغلاف الجوي”. “إنه أمر مثير حقًا أننا سنحصل على هذه القياسات لأول مرة.”

رحلة إلى L1

بوزن 531 رطلاً وحجم أريكة كبيرة تقريبًا، انطلقت مركبة كاروثرز الفضائية على متن صاروخ SpaceX Falcon 9 جنبًا إلى جنب مع المركبة الفضائية IMAP (رسم الخرائط بين النجوم ومسبار التسارع) التابعة لناسا والقمر الصناعي للطقس الفضائي SWFO-L1 التابع للإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي.

بعد الإطلاق، ستبدأ جميع البعثات الثلاث مرحلة رحلة بحرية مدتها أربعة أشهر إلى نقطة لاغرانج 1 (L1)، وهو موقع أقرب إلى الشمس من الأرض بحوالي مليون ميل. بعد فترة شهر واحد للاختبارات العلمية، ستبدأ المرحلة العلمية لكاروثرز ومدتها عامين في مارس 2026.

من L1، وهو أبعد بحوالي أربع مرات من القمر، سيقوم كاروثرز بالتقاط رؤية شاملة للغلاف الخارجي باستخدام كاميرتين للأشعة فوق البنفسجية، وجهاز تصوير قريب المدى، وجهاز تصوير واسع المجال.

وقال غلوسر: “يتيح لك التصوير قريب المدى إمكانية التكبير بشكل قريب جدًا لمعرفة كيف يتغير الغلاف الخارجي بالقرب من الكوكب”. “يتيح لك التصوير واسع المجال رؤية النطاق الكامل للغلاف الخارجي وامتداده، وكيف يتغير بعيدًا عن سطح الأرض.”

سيقوم جهازا التصوير معًا برسم خريطة لذرات الهيدروجين أثناء تحركها عبر الغلاف الخارجي ثم في النهاية إلى الفضاء. لكن ما نتعلمه عن الهروب الجوي على كوكبنا الأصلي ينطبق على ما هو أبعد من ذلك بكثير.

وقال والدروب: “إن فهم كيفية عمل ذلك على الأرض سيفيدنا بشكل كبير في فهمنا للكواكب الخارجية ومدى سرعة الهروب من أغلفتها الجوية”.

من خلال دراسة فيزياء الأرض، الكوكب الوحيد الذي نعرفه والذي يدعم الحياة، يمكن أن يساعدنا مرصد كاروثرز جيوكورونا في معرفة ما يجب البحث عنه في مكان آخر في الكون.

تم تصميم وبناء مركبة كاروثرز الفضائية بواسطة شركة بي أيه إي سيستمز. يدير قسم مشاريع المستكشفين والفيزياء الشمسية التابع لناسا في مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع للوكالة في جرينبيلت بولاية ماريلاند المهمة لصالح قسم الفيزياء الشمسية التابع للوكالة في مقر ناسا في واشنطن.

لا تفوت أي اختراق: انضم إلى النشرة الإخبارية SciTechDaily.
تابعونا على جوجل و أخبار جوجل.