ناسا در یک پروژه شوق‌انگیز، مگنتوسفر زمین را از ماه مطالعه می‌کند_تونل زمان

ناسا تصمیم دارد به‌گفتن بخشی از مأموریت آرتمیس، تصویربردار پرتوی ایکس LEXI (Lunar Environment Heliospheric X-ray Imager) را به ماه بفرستد. این ابزار نخستین تصاویر از میدان مغناطیسی که زمین را دربرابر تابش‌های خورشیدی محافظت می‌کند، ثبت خواهد کرد. 

به گزارش ناسا، LEXI یکی از ۱۰ محموله‌ای است که از طریق برنامه CLPS (خدمات تجاری حمل تجهیزات به ماه) ارسال خواهد شد. این مأموریت در ماه جاری میلادی (ژانویه)، با ماه‌نشین «بلو گوست» شرکت فایرفلای، از مرکز فضایی کندی ناسا در فلوریدا پرتاب خواهد شد. مقصد این مأموریت فهمیدن جواب زمین به شرایط فضایی تحت‌تأثیر فعالیت‌های خورشیدی است.

بعد از فرود ماه‌نشین، ابزار LEXI فعال می‌بشود، گرم شده و به‌سمت زمین تنظیم می‌گردد. این ابزار به‌زمان 6 روز تصاویری از پرتوهای ایکس که از لبه مگنتوسفر زمین انتشار خواهد شد، جمع‌آوری خواهد کرد.

به حرف های ناسا، این تصاویر نشان خواهند داد که میدان مغناطیسی زمین چطور به آب‌وهوای فضایی و نیروهای کیهانی جواب می‌دهد، چطور ذرات باردار خورشیدی را به درون خود راه می‌دهد و علتشکل‌گیری شفق‌ها می‌بشود و نیز چه تأثیری بر زیرساخت‌های فضایی دارد.

«برایان والش»، فیزیکدان فضایی دانشگاه بوستون و محقق مهم LEXI، می‌گوید:

«ما در تلاشیم تا تصویری کلی از محیط فضایی زمین به دست آوریم. تعداد بسیاری از مباحث فیزیک می‌توانند پیچیده یا سخت باشند و نیاز به سال‌ها آموزش تخصصی داشته باشند، اما این علم قابل‌مشاهده است.»

LEXI مگنتوسفر زمین را پایش خواهد کرد

در این مأموریت، LEXI پرتوهای ایکس با انرژی کم را ثبت می‌کند. هنگامی که باد خورشیدی به میدان مغناطیسی زمین برخورد می‌کند، پرتوهای ایکس کم‌انرژی در مرز مگنتوسفر – که به آن مگنتوپاز حرف های می‌بشود – تشکیل خواهد شد.

اخیراً پژوهشگران توانسته‌اند این پرتوهای ایکس را از طریق ترکیبی از مشاهدات ماهواره‌ها و دیگر ابزارها شناسایی کنند. اما در این مأموریت، کل ناحیه مگنتوپاز در میدان دید LEXI قرار خواهد داشت.

روی زمین، تیم LEXI به‌صورت شبانه‌روزی تغییرات مگنتوسفر ازجمله انقباض و انبساط آن را در عکس العمل به شدت باد خورشیدی ردیابی خواهند کرد. «هیونجو کانر»، اخترفیزیکدان مرکز پرواز فضایی گادرد ناسا و مدیر پروژه LEXI، توضیح می‌دهد:

«ما انتظار داریم برای نخستین بار، ناظر تنفس مگنتوسفر باشیم؛ هنگامی باد خورشیدی زیاد قوی باشد، مگنتوسفر منقبض می‌بشود و به‌سمت زمین سختی می‌آورد، و هنگامی که باد خورشیدی ضعیف‌تر باشد، مگنتوسفر منبسط می‌بشود.»

محافظت از زیرساخت‌های فضایی

LEXI این چنین رویدادهای اتصال مجدد مغناطیسی را ثبت خواهد کرد. این اتفاق وقتی رخ می‌دهد که خطوط میدان مغناطیسی زمین در مگنتوسفر با خطوط میدان باد خورشیدی هم‌راستا می‌بشود و ذرات پرانرژی به‌دام‌افتاده در مگنتوسفر تحت‌تأثیر میدان قوی ایجادشده، به‌سمت قطب‌های زمین حرکت می‌کنند.

این داده‌ها به دانشمندان پشتیبانی خواهد کرد تا بفهمند آیا این اتفاق‌ها هم‌زمان در نقاط گوناگون رخ خواهند داد یا به‌صورت مدام یا ناپیوسته اتفاق می‌افتند.

ذرات خورشیدی که داخل جو زمین خواهد شد، شفق‌های قطبی قشنگ و خیره‌کننده تشکیل می‌کنند، اما می‌توانند به ماهواره‌ها صدمه بزنند یا جهت اختلال در شبکه‌های برق زمینی شوند. کانر می‌گوید:

«ما می‌خواهیم بفهمیم طبیعت چطور عمل می‌کند و با این فهمیدن، می‌توانیم از زیرساخت‌های فضایی خود محافظت کنیم.» 

این مأموریت، اولین سفر LEXI به فضا نیست! در قبل تیمی در گادرد، ازجمله والش، این ابزار را که در آن زمان STORM نام داشت، برای آزمایش فناوری شناسایی پرتوی ایکس با انرژی کم در میدان دید گسترده طراحی کردند. در سال ۲۰۱۲، STORM به فضا پرتاب شد و تصاویر پرتوی ایکس ثبت کرد و سپس به زمین برگشت. 

این ابزار یک دهه در ویترین مرکز گادرد قرار داشت، تا این که ناسا فراخوانی برای پروژه‌های CLPS با بودجه و زمان محدود خبرداد. والش به یاد این ابزار افتاد و تصمیم گرفت مجدد از آن منفعت گیری کند:

«ما شیشه را شکستیم – یقیناً نه به معنی واقعی – و ابزار را بازسازی و تعمیر کردیم. این ابزار به ما امکان می‌دهد که به قبل نگاه کنیم و عکس جهانی که تا بحال نداشتیم، به دست آوریم. برخی از اجزای قدیمی، همانند ادوات اپتیکی، معاوضه شدند، اما ابزار به‌طور کلی در حالت خوبی قرار داشت. این ابزار اکنون آماده پرواز مجدد است.»

برنامه CLPS ناسا

CLPS با مقصد حمایتاز رشد صنعت فضایی و حمایتاز اکتشافات طویل مدت، خدمات تجاری حمل تجهیزات به ماه را گسترش می‌دهد. ناسا به‌گفتن مشتری مهم CLPS، تصمیم دارد در آینده پروازهای بسیاری به ماه داشته باشد.

گادرد به‌گفتن همکار مهم علمی در پروژه LEXI فعالیت دارد و مرکز پرواز فضایی مارشال ناسا در آلاباما، گسترش 7 مورد از 10 محموله CLPS را که در فضاپیمای بلو گست قرار دارد، مدیریت می‌کند.