ناسا در یک پروژه هیجانانگیز، مگنتوسفر زمین را از ماه مطالعه میکند
ناسا قصد دارد به عنوان بخشی از ماموریت آرتمیس، تصویربردار پرتوی ایکس لکسی را به ماه بفرستد؛ این ابزار برای نخستین بار تصاویری از میدان مغناطیسی که زمین را از تابش خورشیدی محافظت میکند، ثبت خواهد کرد.
تصویربردار پرتوی ایکس لکسی (Lunar Environment Heliospheric X-ray Imager به اختصار LEXI) یکی از ۱۰ محمولهای است که از طریق برنامه CLPS (خدمات تجاری حمل تجهیزات به ماه) ارسال خواهد شد؛ این ماموریت در ژانویه۲۰۲۵، با ماهنشین بلو گوست (Blue Ghost) شرکت آمریکایی فایرفلای (Firefly)، از مرکز فضایی جان اف کندی (John F. Kennedy Space Center) در فلوریدا پرتاب خواهد شد و هدف آن درک واکنش زمین به شرایط فضایی تحت تاثیر فعالیتهای خورشیدی میباشد.
پس از فرود ماهنشین، ابزار LEXI فعال و گرم میشود و به سمت زمین تنظیم میگردد؛ این ابزار به مدت ۶ روز تصاویر اشعه ایکس ساطع شده از لبه میدان مغناطیسی زمین یا مگنتوپاز (Magnetopause) را جمعآوری خواهد کرد.
به گفته ناسا، این تصاویر نشان خواهند داد که میدان مغناطیسی زمین چگونه به وضعیت آب و هوای فضایی و نیروهای کیهانی واکنش نشان میدهد، چگونه ذرات باردار خورشیدی را هدایت میکند و باعث ایجاد شفقها میشود و همچنین چطور بر زیرساختهای فضایی تاثیر میگذارد.
برایان والش (Brian Walsh)، فیزیکدان فضایی از دانشگاه بوستون (Boston University) آمریکا و محقق اصلی پروژه LEXI، میگوید: «ما در تلاشیم تا تصویری کلی از محیط فضایی زمین به دست آوریم. بسیاری از مباحث فیزیک میتوانند پیچیده یا سخت باشند و نیاز به سالها آموزش تخصصی داشته باشند، اما این علم قابل مشاهده است.»
LEXI مگنتوسفر زمین را پایش خواهد کرد
در این ماموریت، LEXI به ثبت اشعه ایکس با انرژی پایین میپردازد؛ این اشعهها زمانی به وجود میآیند که باد خورشیدی به مرز میدان مغناطیسی زمین برخورد میکند. محققان اخیرا توانستهاند این پرتوهای ایکس را از طریق ترکیبی از مشاهدات ماهوارهها و دیگر ابزارها شناسایی کنند، اما در این ماموریت، کل منطقه مغناطیسی زمین در میدان دید تلسکوپ LEXI قرار خواهد گرفت. تیم LEXI به صورت شبانهروزی تغییرات میدان مغناطیسی زمین از جمله انقباض و انبساط آن را در واکنش به شدت باد خورشیدی ردیابی خواهند کرد.
هیونجو کانر (Hyunju Connor)، اخترفیزیکدان مرکز پرواز فضایی گادرد ناسا (NASA’s Goddard Space Flight Center)، توضیح میدهد: «ما انتظار داریم برای نخستین بار، شاهد تنفس مگنتوسفر باشیم؛ وقتی باد خورشیدی بسیار قوی باشد، میدان مغناطیسی منقبض شده و به سمت زمین حرکت میکند و هنگامی که باد خورشیدی ضعیفتر باشد، مگنتوسفر منبسط میشود؛ این تغییرات به ویژه تحت تاثیر تغییرات چگالی و تاخیر زمانی در پاسخ میدان مغناطیسی به باد خورشیدی مشاهده میشود.»
محافظت از زیرساختهای فضایی
LEXI همچنین رویدادهای اتصال مجدد مغناطیسی را ثبت خواهد کرد؛ این پدیده زمانی رخ میدهد که خطوط میدان مغناطیسی زمین در مگنتوسفر با خطوط میدان باد خورشیدی همراستا میشود و ذرات پرانرژی به دام افتاده در مگنتوسفر تحت تاثیر میدان قوی ایجاد شده به سمت قطبهای زمین حرکت میکنند؛ این پدیده یکی از مهمترین فرآیندها در پلاسماهای الکتریکی در فضا محسوب میشود؛ این دادهها به دانشمندان کمک خواهد کرد تا بفهمند آیا این پدیدهها همزمان در نقاط مختلف رخ میدهند یا به صورت پیوسته یا ناپیوسته اتفاق میافتند.
پدیدههای طبیعی مانند شفقهای قطبی زمانی که ذرات باردار خورشید با جو فوقانی زمین برخورد میکنند، به وجود میآیند که میتوانند خطراتی مانند آسیب به ماهوارهها یا اختلال در شبکههای قدرت زمین را به همراه داشته باشند. کانر میگوید: «ما میخواهیم بفهمیم طبیعت چگونه عمل میکند و با این فهم، میتوانیم از زیرساختهای فضایی خود محافظت کنیم.»
این ماموریت، اولین سفر LEXI به فضا نیست! پیش از این، تیمی در گادرد این ابزار را که در آن زمان استورم (STORM) نام داشت، برای آزمایش فناوری تشخیص اشعه ایکس با انرژی کم بر روی یک میدان دید وسیع ساختند. استورم در سال ۲۰۱۲ به فضا پرتاب شد و قبل از این که به زمین برگردد، تصاویری از اشعه ایکس ثبت کرد.
این ابزار یک دهه در ویترین مرکز گادرد قرار داشت، تا این که ناسا فراخوانی برای پروژههای CLPS با بودجه و زمان محدود اعلام کرد. والش به یاد این ابزار افتاد و تصمیم گرفت دوباره از آن استفاده کند؛ والش در اینباره میگوید: «ما ابزار را بازسازی و تعمیر کردیم و اکنون میتواند به ما تصاویری از جهان ارائه دهد که قبلا در دسترس نبود. برخی از اجزای قدیمی، مانند ابزار اپتیکی (نوری) تعویض شدند، اما ابزار به طور کلی در وضعیت خوبی قرار داشت؛ این ابزار بعد از تعمیرات و بازسازی مجدد آماده پرواز است.»
برنامه CLPS ناسا
CLPS یا خدمات بارگذاری تجاری ماه برنامهای از ناسا است که شرکتها را برای ارسال تجهیزات و کاوشگرهای رباتیک کوچک به سطح ماه استخدام میکند. هدف اولیه این برنامه، پشتیبانی از اکتشافات بلندمدت، تحقیقات علمی و آزمایش فناوریها در سطح ماه و کمک به توسعه صنعت فضایی میباشد.
گادرد به عنوان همکار اصلی علمی در پروژه LEXI فعالیت دارد و مرکز پروازهای فضایی مارشال (Marshall Space Flight Center) ناسا در آلاباما، توسعه ۷ مورد از ۱۰ محموله CLPS را که در فضاپیمای بلو گوست قرار دارد، مدیریت میکند.