משימה חדשה של נאס"א, בשם קארות'רס גאוקורונה (Carruthers Geocorona), תצלם תמונות של ה"הילה" הבלתי נראית של כדור הארץ. מדובר באור הקלוש הנפלט מהשכבה האטמוספרית החיצונית ביותר של כוכב הלכת שלנו – האקסוספרה - כשהיא משתנה בתגובה לשמש. המשימה שוגרה אמש (יום ד') לחלל על גבי טיל פלקון 9 של חברת SpaceX מבסיס החלל קייפ קנוורל שבפלורידה.
שחרור החללית שתחקור את הילת כדור הארץ
(צילום: SpaceX)
הבנת הפיזיקה של האקסוספרה היא צעד מפתח לקראת חיזוי תנאים מסוכנים בחלל הקרוב לכדור הארץ. יש לכך חשיבות בהגנה על אסטרונאוטים של תוכנית ארטמיס בדרכם לירח או על מי שייקחו חלק במשימות עתידיות שיעדן מאדים.
בתחילת שנות ה-70 של המאה הקודמת, מדענים יכלו רק לשער עד כמה משתרעת אטמוספרת כדור הארץ אל תוך החלל. התעלומה נעוצה באקסוספרה, השכבה החיצונית ביותר של האטמוספרה שלנו, שמתחילה כ-480 ק"מ מעל פני הים. תאורטיקנים סברו ששכבה זו מורכבת בעיקרה מאטומי מימן - היסוד הקל ביותר שקיים - שעלה כל כך גבוה, עד שהאטומים נפלטים אל החלל.
אבל האקסוספרה מתגלה רק באמצעות "הילה" חלשה של אור אולטרה-סגול קיצוני המגיע מהשמש. הילה זו מכונה בשם גאוקורונה (עטרה ארצית). קרינת השמש מגיבה עם אטומי מימן דרך אורך גל מסוים בתחום האולטרה-סגול המכונה לימן-אלפא, אותו יכולים האטומים לספוג או לפלוט. בכך אטומי המימן מפזרים את אור השמש לכל הכיוונים.
6 צפייה בגלריה
האסטרונאוט ג'ון יאנג מאפולו 16 מצולם על פני הירח עם המצלמה הקרויה על שמו של ד"ר ג'ורג' קארות'רס
(צילום: NASA)
המדען והמהנדס, ד"ר ג'ורג' קארות'רס, הציב לעצמו את המשימה לראות אותה. לאחר ששיגר כמה אבות טיפוס על גבי רקטות ניסוי, הוא פיתח מצלמה אולטרה-סגולה עבור מסע חד-כיווני לחלל.
באפריל 1972, אסטרונאוטים של אפולו 16 הציבו את מצלמתו של קארות'רס על רמת דקארט בירח, והאנושות זכתה לראשונה להצצה לגאוקורונה של כדור הארץ. התמונות היו לא פחות ממדהימות, הן מבחינת מה שתיעדו והן מבחינת מה שלא. כיום, נהוג לחשוב שהאקסוספרה משתרעת לפחות עד לחצי הדרך עד הירח. אך הסיבות למחקר עליה חורגות מעבר לסקרנות לגבי גודלה.
6 צפייה בגלריה
התמונה הראשונה באור אולטרה-סגול מהאטמוספרה החיצונית של כדור הארץ, הגאוקורונה. תמונה זו צולמה על ידי צוות משימת אפולו 16 בשנת 1972
(צילום: G. Carruthers (NRL) et al./Far UV Camera/NASA/Apollo 16)
כאשר התפרצויות סולאריות מגיעות לכדור הארץ, הן פוגעות תחילה באקסוספרה, ומפעילות שרשרת תגובות שלעיתים מגיעות לשיאן באירועי מזג אוויר מסוכנים בחלל. הבנת תגובת האקסוספרה חשובה לחיזוי ולמיתון השפעותיהם של האירועים הללו. בנוסף, מימן – אחד מאבני הבניין האטומיות של מים – נפלט דרך האקסוספרה.
מיפוי תהליך ההיפלטות הזה עתיד לשפוך אור על הסיבה לכך שכדור הארץ עשיר במים, בעוד שכוכבי לכת אחרים לא. בכך, יתאפשר לזהות כוכבי לכת חוץ-שמשיים (אקסו-פלנטריים), שייתכן וגם הם עשירים במים.
6 צפייה בגלריה
חמש נקודות לגראנז' השמש-כדור הארץ בחלל. בנקודות לגראנז', כוח המשיכה של שתי מסות גדולות מתקזז, ומאפשר לחלליות להפחית את צריכת הדלק הדרושה כדי להישאר במקומן. נקודת L1 של מערכת שמש-כדור הארץ מאפשרת תצפית נוחה של השמש, שכך שאינה מוסתרת על ידי כדור הארץ או הירח
(צילום: NASA's Conceptual Image Lab/Krystofer Kim)
המשימה החדשה של נאס"א, הקרויה על שם ג'ורג' קארות'רס, נועדה לצלם את הסרטונים הרציפים הראשונים של האקסוספרה של כדור הארץ, ולחשוף אותה במלואה, לרבות הדינמיקה הפנימית שלה. "מעולם לא הייתה לנו משימה שהוקדשה לביצוע תצפיות אקסוספריות", אמר ד"ר אלכס גלוסר, מדען שנמנה על משימתה של נאס"א במרכז טיסות החלל גודארד של נאס"א בגרינבלט שבמרילנד. "מרגש לדעת שאנחנו בדרך לקבלת המדידות האלה בפעם הראשונה".
במשקל של 229 ק"ג ובגודל של ספה זוגית, חללית קארות'רס גאוקורונה שוגרה ממשגר פלקון 9 של SpaceX יחד עם חללית IMAP (מיפוי ותאוצה בין-כוכבית) של נאס"א ולוויין מזג האוויר SWFO-L1 (מעקב מזג אוויר בחלל – לגראנז' 1) של מינהל האוקיינוסים והאטמוספרה הלאומי.
לאחר השיגור, שלוש המשימות ישייטו במשך ארבעה חודשים לנקודת לגראנז' 1, במרחק של כ-1.5 מיליון ק"מ מכדור הארץ. נקודת זו משמשת נקודת תצפית נוחה בשמש, שכן השמש שם לעולם אינה מוסתרת על ידי כדור הארץ או על ידי הירח. לאחר תקופה של חודש לטובת בדיקות מדעיות, יחל השלב המחקרי בן השנתיים של קארות'רס גאוקורונה במרץ 2026.
החללית עתידה לצלם תמונה מקיפה של האקסוספרה באמצעות שתי מצלמות אולטרה- סגולות, שיאפשרו לה גם להבחין כיצד האקסוספרה משתנה קרוב לכדור הארץ, וגם להבחין במלוא היקף האקסוספרה, וכיצד היא משתנה הרחק מפני השטח של כדור הארץ. שתי המצלמות יחד ימפו אטומי מימן כשהם נעים דרך האקסוספרה, בדרכם אל החלל. על ידי העמקת הידע על הפיזיקה של כדור הארץ, כוכב הלכת היחיד (נכון לעת הזו) התומך בחיים, משימת קארות'רס גאוקורונה עשויה לסייע בחיפוש מקומות אחרים ביקום בהם עשויים להתקיים חיים.
