Unser Planet ist von einem Halo aus ultraviolettem Licht umgeben, der für das bloße Auge unsichtbar ist - ein Himmelsphänomen, das Wissenschaftler seit mehr als einem halben Jahrhundert zu entschlüsseln versuchen. Dieses rätselhafte Leuchten, genannt Geocorona, bildet die äußerste Schicht unserer Atmosphäre und erstreckt sich weit über das hinaus, was man sich vorstellen könnte.
Am 24. September startete eine besonders ehrgeizige Weltraummission vom Kennedy Space Center in Florida. Das Carruthers Geocorona Observatorium begann seine Reise zu einem strategischen Punkt im Weltraum zwischen Erde und Sonne. Dieser besondere Punkt, bekannt als Lagrange-Punkt L1, befindet sich etwa 1,6 Millionen Kilometer von unserem Planeten entfernt, also viermal weiter als der Mond. An dieser privilegierten Position wird das Observatorium die Geocorona in ihrer Gesamtheit studieren können, eine bisher nie erreichte Leistung.
Historisches Bild der ursprünglichen Carruthers-Mission während Apollo 16 im Jahr 1972.
Bildnachweis: G. Carruthers (NRL) et al. / Far UV Camera / NASA / Apollo 16 Die Geocorona stellt den extremsten Teil der Erdatmosphäre dar, beginnend in etwa 480 Kilometern Höhe und sich bis auf halbem Weg zum Mond erstreckend. Diese immense Gashülle besteht hauptsächlich aus Wasserstoff, einem grundlegenden Element für unter anderem Wasser. Was diese Mission besonders entscheidend macht, ist, dass sie untersuchen wird, wie Sonnenteilchen mit dieser atmosphärischen Schicht interagieren und zum Wasserstoffverlust unseres Planeten beitragen.
Die Idee für diese Mission geht auf das Jahr 1972 zurück, als Dr. George Carruthers eine primitive Ultraviolettkamera auf dem Mond während der Apollo-16-Mission platziert hatte. Obwohl die erhaltenen Bilder spektakulär waren, hatte der Physiker verstanden, dass sie nur einen Teil des Phänomens zeigten. Das neue Observatorium, ausgestattet mit Ultraviolett-Bildgebungstechnologien, die fünfzigmal fortschrittlicher sind, besitzt sowohl einen Weitwinkel-Imager zur Erfassung der gesamten Geocorona als auch einen Nahbereichs-Imager zur Untersuchung ihrer detaillierten Wechselwirkungen.
Die von dieser Mission gesammelten Daten könnten unser Verständnis der Bewohnbarkeit von Planeten revolutionieren. Durch die Untersuchung, wie die Erde ihren Wasserstoff im Weltraum verliert, können Wissenschaftler besser Exoplaneten identifizieren, die in der Lage sind, ihr flüssiges Wasser zu bewahren. Das Observatorium soll im kommenden März mit seinen wissenschaftlichen Beobachtungen beginnen und mindestens zwei Jahre lang arbeiten, um so den Traum eines Visionärs der Weltraumforschung zu verwirklichen.
Die Lagrange-Punkte: Strategische Positionen im Weltraum
Die Lagrange-Punkte stellen einzigartige Orbitalpositionen dar, wo die Gravitationskräfte zweier Himmelskörper sich perfekt mit der Zentrifugalkraft ausgleichen. Diese fünf besonderen Punkte, benannt L1 bis L5, ermöglichen es einem kleinen Objekt wie einem Satelliten, eine stabile Position relativ zu den beiden Hauptkörpern beizubehalten.
Künstlerische Darstellung der Erde-Sonne Lagrange-Punkte. Der Punkt L1 ist das endgültige Ziel des Carruthers Geocorona Observatoriums.
Bildnachweis: NASA's Conceptual Image Lab/Krystofer Kim Der Punkt L1, Ziel des Carruthers Geocorona Observatoriums, befindet sich direkt zwischen Erde und Sonne. Diese Position bietet den einzigartigen Vorteil, eine permanente Sicht auf unseren Stern zu haben, während gleichzeitig kontinuierlich die beleuchtete Seite unseres Planeten beobachtet wird. Viele Sonnenobservatorien und Weltraumwetterstationen nutzen diese privilegierte Position.
Die außergewöhnliche Stabilität dieser Punkte macht sie zu idealen Standorten für Langzeitbeobachtungsmissionen. Im Gegensatz zu Satelliten in der Erdumlaufbahn, die ständig ihre Position anpassen müssen, kann ein Raumfahrzeug, das an einem Lagrange-Punkt positioniert ist, seine Position mit sehr wenig Treibstoff beibehalten, was seine operative Lebensdauer erheblich verlängert.
Diese strategischen Positionen sind für die Erforschung der Sonne, des Weltraumwetters und nun der Erdatmosphäre in ihrer Gesamtheit unerlässlich geworden. Ihre Nutzung zeugt von unserem wachsenden Verständnis der Himmelsmechanik und unserer Fähigkeit, die physikalischen Gesetze des Universums für die wissenschaftliche Erforschung zu nutzen.
Atmosphärischer Wasserstoff und seine Rolle in der planetaren Bewohnbarkeit
Wasserstoff, obwohl in geringen Mengen in unserer Atmosphäre vorhanden, spielt eine grundlegende Rolle bei der Aufrechterhaltung lebensfreundlicher Bedingungen auf der Erde. Dieses leichte Element bildet eine Schlüsselkomponente des Wassermoleküls und beteiligt sich an vielen essentiellen atmosphärischen Kreisläufen.
In den oberen Schichten der Atmosphäre unterliegt Wasserstoff einem Prozess namens "atmosphärischer Verlust", bei dem energiereiche Teilchen der Sonne ihm genug Geschwindigkeit verleihen können, um der Erdanziehungskraft zu entkommen. Dieses Phänomen, obwohl in menschlichen Maßstäben langsam, stellt einen kontinuierlichen Verlust für unseren Planeten dar.
Die Untersuchung dieses Wasserstoffverlusts ist von entscheidender Bedeutung für die Suche nach außerirdischem Leben. Durch das Verständnis der Mechanismen, die die Rückhaltung oder den Verlust dieses Elements auf verschiedenen Planeten regeln, können Astronomen besser einschätzen, welche Welten in der Lage sind, flüssige Ozeane über geologische Zeiträume zu bewahren.
Die Daten des Carruthers Observatoriums werden es ermöglichen, diese Verlustrate genau zu quantifizieren und zu verstehen, wie sie mit der Sonnenaktivität variiert. Diese Informationen werden als Referenz für die Bewertung der Bewohnbarkeit von Exoplaneten dienen, die um andere Sterne entdeckt wurden, und machen diese Mission zu einem wertvollen Werkzeug in der Suche nach Welten, die unserer eigenen ähneln.
Quelle: Universe Today