Благодаря недавнему получению первых данных с космического аппарата Electrojet Zeeman Imaging Explorer (EZIE), NASA приступило к изучению атмосферных токов, также известных как авроральные электроны. Этот аппарат, запущенный 14 марта 2025 года с базы космических сил Ванденберг в Калифорнии, включает в себя три небольших спутника CubeSat, находящихся на орбите на высоте нескольких сотен километров над Землей.
Первичные сведения, полученные в ходе первых наблюдений, выглядят обнадеживающими. Показания бортовых приборов, в том числе микроволновой электрореактивной магнитограммы (MEM), подтверждают корректную работу основных датчиков. Этот результат является значительным этапом на пути к началу основной фазы эксплуатации, которая запланирована примерно через месяц, после дополнительной проверки и калибровки.
EZIE призван предоставить новые сведения о структуре и развитии электромагнитных полей тока, связанных с полярными сияниями – явлений, которые до настоящего времени недостаточно изучены благодаря прямым наблюдениям. Данная миссия финансируется Отделом гелиофизики NASA и находится под управлением Центра космических полетов имени Годдарда, а научное руководство осуществляет Лаборатория прикладной физики имени Джона Хопкинса.
Что будет делать EZIE
Ключевым элементом миссии EZIE служит микроволновая электроджетная магнитограмма (MEM), инструмент для измерения зеемановского разделения в микроволновом излучении. Зеемановское разделение проявляется в изменении частоты электромагнитных волн под воздействием магнитных полей. На основе этого эффекта возможно восстановление интенсивности и структуры атмосферных токовых полей.
Авроральные электроны – это электрические токи, которые движутся в ионосфере на высоте примерно 100 километров. Они формируются в процессе взаимодействия солнечного ветра и магнитного поля нашей планеты. Эти потоки транспортируют около миллиона ампер электрического тока вокруг магнитных полюсов, являясь одним из главных факторов, вызывающих геомагнитные возмущения, регистрируемые на Земле.
Ранее авроральные электроны исследовались только опосредованно, используя наземные измерения или теоретические модели. EZIE – это первая миссия, которая сможет непосредственно составить карту этих токов в глобальном масштабе, предоставив важные сведения для изучения процессов взаимодействия Солнца и Земли.
Важный вклад в обеспечение безопасности космического пространства и планеты Земля
Необходимость глубокого понимания авроральных электроструй обусловлена не только научными задачами, но и потребностью в защите технологической инфраструктуры. Эти мощные токовые поля являются причиной наиболее выраженных магнитных колебаний, регистрируемых в периоды геомагнитных бурь, что может представлять угрозу для спутников, наземных электросетей и систем связи.
Воздействие электромагнитных возмущений способно генерировать вихревые токи в проводящих элементах, расположенных на поверхности Земли, что может привести к поломке трансформаторов и массовым перебоям в электроснабжении. В космическом пространстве они создают помехи для спутниковой связи, влияют на траектории спутников, находящихся на низкой орбите, и представляют угрозу для космонавтов, работающих на Международной космической станции.
EZIE позволит НАСА получать информацию с высокой детализацией по времени и пространству, что необходимо для совершенствования моделей прогнозирования космической погоды. Это позволит лучше предсказывать экстремальные космические явления и разрабатывать меры по смягчению связанных с ними рисков, что особенно важно в условиях растущей зависимости современных технологий от космической инфраструктуры.