تصویرگر LEXI ناسا؛ آشکارسازی سپر مغناطیسی زمین با دید اشعه ایکس از ماه!

لکسی (LEXI)، تصویرگر اشعه ایکس پیشرفته ناسا، در مأموریتی پیشگامانه به ماه در چارچوب کمپین Artemis راهی می‌شود. زمانی که این ابزار روی سطح ماه قرار بگیرد، تصاویر بی‌سابقه‌ای از میدان مغناطیسی زمین ثبت و اطلاعات ارزشمندی درباره نحوه محافظت از زمین در برابر تابش خورشیدی و واکنش آن به آب‌وهوای فضایی ارائه خواهد داد.

مأموریت ماه‌نورد LEXI

ناسا به‌عنوان بخشی از کمپین Artemis، یک تصویرگر پیشرفته اشعه ایکس را به ماه ارسال می‌کند. این ابزار پیشگامانه اولین تصاویر جامع از میدان مغناطیسی زمین که سیاره را در برابر تابش مضر خورشید محافظت می‌کند، به ثبت خواهد رساند.

تصویرگر اشعه ایکس هلیوسفری محیط ماه (LEXI) یکی از ۱۰ محموله‌ای است که در مأموریت آینده ماه‌نورد ناسا ارسال خواهد شد. این مأموریت، بخشی از ابتکار Commercial Lunar Payload Services (CLPS)، قرار است زودتر از اواسط ژانویه از مرکز فضایی کندی در فلوریدا و با استفاده از ماه‌نورد Blue Ghost شرکت Firefly Aerospace به ماه پرتاب شود. LEXI به ناسا در درک بهتر نحوه واکنش زمین به آب‌وهوای فضایی (شرایط پویا در فضا که توسط خورشید ایجاد می‌شود) کمک خواهد کرد.

مشاهده میدان مغناطیسی زمین از ماه

پس از فرود ماه‌نورد و پاک شدن غبار سطح، LEXI روشن شده، گرم می‌شود و سپس دوربین‌های خود را به سوی زمین متمرکز می‌کند. برای مدت شش روز، این ابزار تصاویر اشعه ایکس از لبه‌های مغناطوسفر زمین را جمع‌آوری خواهد کرد.

این نمای جامع نشان خواهد داد که چگونه این مرز محافظتی به آب‌وهوای فضایی و نیروهای کیهانی دیگر واکنش نشان می‌دهد و چگونه ممکن است باز شود تا جریان‌های ذرات باردار خورشیدی وارد شوند. این ذرات می‌توانند شفق‌های قطبی ایجاد کرده و یا زیرساخت‌های زمینی را مختل کنند.

برایان والش، فیزیکدان فضایی در دانشگاه بوستون و محقق اصلی LEXI، گفت:

ما تلاش می‌کنیم تصویری جامع از محیط فضایی زمین ارائه دهیم. بسیاری از مفاهیم فیزیکی می‌توانند پیچیده و دشوار باشند، اما این علمی است که شما می‌توانید آن را ببینید.

درک دینامیک مَگنِتوسفِر

LEXI، اشعه ایکس با انرژی پایین را مشاهده خواهد کرد که زمانی تشکیل می‌شود که باد خورشیدی به میدان مغناطیسی زمین برخورد می‌کند. این برخورد در لبه مَگنِتوسفِر که به آن مَگنِتوپاز گفته می‌شود، رخ می‌دهد. پژوهشگران اخیراً توانسته‌اند این اشعه‌های ایکس را از طریق ترکیبی از مشاهدات انجام‌شده توسط ماهواره‌ها و ابزارهای دیگر شناسایی کنند. از موقعیت ماه، کل مَگنِتوپاز در میدان دید LEXI قرار خواهد داشت.

تیم زمینی در تمام مدت این مأموریت تغییرات مَگنِتوسفر، مانند انقباض و انبساط آن در واکنش به شدت باد خورشیدی، را دنبال خواهد کرد.

هیونجو کانر، اخترفیزیکدان مرکز فضایی گادرد ناسا و رهبر علمی LEXI، گفت:

ما انتظار داریم برای اولین بار شاهد تنفس مَگنِتوسفر باشیم، وقتی باد خورشیدی قوی است، مَگنِتو کوچک می‌شود و به زمین نزدیک می‌شود، و وقتی باد خورشیدی ضعیف می‌شود، گسترش می‌یابد.

مشاهده پدیده اتصال مجدد مغناطیسی

ابزار LEXI همچنین قادر خواهد بود پدیده اتصال مجدد مغناطیسی را ثبت کند، زمانی‌که خطوط میدان مغناطیسی مَگنِتوسفر با خطوط باد خورشیدی ادغام شده و ذرات پرانرژی آزاد می‌کنند که در نهایت در قطب‌های زمین سقوط خواهند کرد. این مشاهده می‌تواند به پژوهشگران در پاسخ به سوالات بی‌پاسخ درباره این رویدادها کمک کند، از جمله اینکه آیا این پدیده به‌طور هم‌زمان در چندین مکان رخ می‌دهد، آیا به‌طور پیوسته یا به‌صورت انفجاری اتفاق می‌افتد، و موارد دیگر.

این ذرات خورشیدی که وارد جو زمین می‌شوند می‌توانند شفق‌های قطبی خیره‌کننده‌ای ایجاد کنند، اما همچنین ممکن است به ماهواره‌های در حال گردش آسیب بزنند یا در عملکرد شبکه‌های برق زمینی اختلال ایجاد کنند.

کانر گفت:

ما می‌خواهیم بفهمیم طبیعت چگونه رفتار می‌کند، و با درک این موضوع می‌توانیم از زیرساخت‌های خود در فضا محافظت کنیم.

پیشینه تاریخی و تأثیرات آینده

همراهی با CLPS اولین سفر LEXI به فضا نخواهد بود. تیمی در مرکز فضایی گادرد، از جمله والش، این ابزار (که در آن زمان STORM نام داشت) را ساختند تا فناوری شناسایی اشعه ایکس با انرژی پایین در یک میدان دید وسیع را آزمایش کنند. در سال ۲۰۱۲، STORM توسط یک راکت کاوشگر به فضا پرتاب شد، تصاویر اشعه ایکس را جمع‌آوری کرد و سپس به زمین بازگشت.

این ابزار سرانجام در یک ویترین در گادرد قرار گرفت و به مدت یک دهه آنجا باقی ماند. زمانی‌که ناسا فراخوانی برای پروژه‌های CLPS که بتوانند به سرعت و با بودجه محدود انجام شوند، منتشر کرد، والش به این ابزار و پتانسیل آن برای مشاهدات از سطح ماه فکر کرد.

او گفت:

ما شیشه را می‌شکنیم (البته نه به معنای واقعی کلمه) بلکه آن را خارج کرده، بازسازی و نوسازی می‌کنیم، و این به ما اجازه می‌دهد تا نمای جهانی‌ای که هرگز قبلاً نداشتیم را به دست آوریم. برخی از اپتیک‌های قدیمی و قطعات دیگر جایگزین شدند، اما ابزار در کل در وضعیت خوبی بود و اکنون آماده پرواز دوباره است.

والش افزود:

ما می‌توانیم علوم بسیار ارزشمندی از این ابزار استخراج کنیم.

بر اساس مدل CLPS، ناسا در خدمات حمل‌ونقل تجاری به ماه سرمایه‌گذاری می‌کند تا رشد صنعت را تسریع کرده و از اکتشافات بلندمدت در ماه حمایت کند. به‌عنوان مشتری اصلی تحویل‌های CLPS، هدف ناسا این است که در آینده یکی از مشتریان متعدد در پروازهای تجاری باشد. مرکز فضایی گادرد ناسا به‌عنوان همکار علمی اصلی در پروژه LEXI فعالیت می‌کند. همچنین، مرکز پرواز فضایی مارشال ناسا در هانتسویل، آلاباما، توسعه ۷ مورد از ۱۰ محموله CLPS که توسط ماه‌نورد Blue Ghost شرکت Firefly Aerospace حمل می‌شود، از جمله LEXI را مدیریت می‌کند.

منبع: Scitechdaily