NASA планирует запустить миссию Electrojet Zeeman Imaging Explorer (EZIE) с целью изучения магнитных проявлений, вызванных полярными сияниями Земли, а также мощных электрических токов, циркулирующих в них. В рамках этой миссии будет использовано скопление из трех малых спутников-кубсатов для измерения магнитных полей, генерируемых авроральными электронами — токами, движущимися вдоль линий магнитного поля Земли в полярных регионах.
EZIE будет выведен на орбиту с помощью ракеты-носителя SpaceX Falcon 9, стартующей с базы космических сил Ванденберг в Калифорнии. Он станет частью миссии Transporter-13, реализуемой в рамках программы SpaceX, старт которой намечен на 4 марта 2025 года в 9:39 утра по московскому времени. Запуск EZIE будет осуществляться при содействии компании Maverick Space Systems, которая специализируется на интеграции дополнительной полезной нагрузки.
Миссия входит в состав программы НАСА «Малые исследователи» (SMEX), целью которой является разработка доступных, но результативных научных миссий. Главная цель EZIE – изучение магнитных полей в полярных сияниях с использованием инновационных приборов, основанных на эффекте Зеемана. Этот физический эффект позволяет с высокой точностью измерять смещение спектральных линий, вызванное магнитным полем.
Информация, полученная благодаря работе EZIE, станет ключевой для углубления знаний о том, как солнечный ветер взаимодействует с магнитосферой Земли. Это позволит более точно прогнозировать геомагнитные бури, способные нарушить работу спутниковой связи и электросетей.
EZIE: небольшая миссия, открывающая путь к значительным открытиям
Миссия EZIE характеризуется новаторским подходом и компактными размерами. Она включает в себя три кубсата, которые будут выведены на полярную орбиту высотой 550 км для сбора детальных данных об авроральных магнитных полях. С интервалами от 2 до 10 минут каждый кубсат будет последовательно проходить над одним и тем же участком, чтобы зафиксировать изменения, происходящие в нем.
Авроральные электроны представляют собой электрические токи, возникающие в верхних слоях атмосферы вследствие взаимодействия солнечного ветра и магнитного поля Земли. Интенсивность и структура этих потоков зарядов подвержены изменениям, что вызывает как эффектные световые проявления, так и геомагнитные возмущения. Последние способны оказывать влияние на работу систем GPS, телекоммуникаций и электроэнергетики. Современные приборы не обладают достаточной пространственной и временной разрешающей способностью для детального изучения данных явлений.
EZIE применяет передовые технологии для решения поставленной задачи. Каждый кубсат будет оборудован магнитометром, использующим эффект Зеемана – явление, при котором измеряется расщепление спектральных линий, возникающих при испускании атомов в магнитном поле. Это позволит получить точные данные о структуре и динамике авроральных электронов, что, в свою очередь, будет способствовать улучшению моделирования магнитосферы Земли.
Полученные данные будут объединены с результатами наблюдений других миссий и данными с наземных магнитометрических сетей, расположенных в полярных областях. Это позволит более детально изучить взаимодействие солнечного ветра и магнитосферы, что, в свою очередь, повысит точность прогнозов космической погоды и обеспечит защиту технологических систем.
EZIE играет важную роль в развитии космической науки и техники
EZIE – это больше, чем научный проект; это миссия, имеющая значительные практические последствия. Околоземное космическое пространство – это динамичная система, подверженная влиянию солнечной активности. Для минимизации рисков, связанных с геомагнитными бурями и представляющих угрозу для современной инфраструктуры, необходимо понимать эти процессы.
Сильные геомагнитные возмущения способны спровоцировать широкомасштабные перебои в электроснабжении, подобно тому, как это случилось в Квебеке в 1989 году или во время Каррингтонского события 1859 года. В современных условиях, когда количество спутников на орбите увеличивается, а зависимость от космических технологий возрастает, возникает острая потребность в разработке более совершенных прогностических моделей.
EZIE является важным этапом на этом пути. Эта миссия предоставит важные данные, которые можно использовать для разработки мер по защите критически важных объектов инфраструктуры. Также она подтверждает эффективность миссий с использованием CubeSat, позволяющих достигать значительных результатов при минимальных затратах.