Все мы знаем, что яркие вспышки света — молнии, сопровождающиеся громом, обычно происходят во время грозы. Гигантские электрические искровые разряды в атмосфере, устремлённые, как правило, по направлению к земле, нагревают воздух до 50 тысяч градусов по Фаренгейту, в результате чего он становится примерно в пять раз более горячим, чем поверхность Солнца. По всей планете ежесекундно происходит порядка 50 раскатов грома, который является отголоском уже возникшего электрического заряда.
Наверное, многие задумывались над тем, почему молнии «выходят» именно из высоких облаков?
В последнее десятилетие исследователи обнаружили некоторые странные явления, происходящие в мезосфере и термосфере. Высоко, над областью обычных молний, в высокоэнергетических слоях атмосферы происходят редкие грозовые разряды, которые неким образом похожи на молнии. Такие вспышки света, которые подразделяются на синие эльфы, красные спрайты и тайгеры, весьма мало изучены. В отличии от молний, которое можно наблюдать с поверхности Земли, подобного рода вспышки имеют яркую, обычно красную или синюю, окраску, и имеют хаотичную направленность — вверх, вниз и горизонтально. Иногда вспышки, устремлённые вверх, создают поток энергии, который фиксируется датчиками орбитальных обсерваторий NASA. Таким образом, порядка 500 раз за день Земля «подражает» сверхновой звезде, производя сильный поток гамма-лучей.
Длительное время спрайты изучали при помощи камер, установленных на вершинах высоких гор. Однако это позволяло делать снимки лишь относительно невысоких вспышек. Новый эксперимент под названием «Firestation», проводимый на борту Международной космической станции, призван решить эту проблему и выявить связь спрайтов с молниями, происходящими значительно ниже стратосферы.
«Firestation» – это набор датчиков, разработанных для исследования связи между вспышками гамма-лучей, обычными молниями и спрайтами.
По словам ведущего исследователя Doug Rowland из Goddard Space Flight Center НАСА, орбита космической станции идеально подходит для наблюдений за грозами.
В отличии от предыдущих экспериментов, проводимых в верхних слоях атмосферы, «Firestation» обладает уникальной особенностью – наблюдать за грозами в волнах различной длины одновременно. Датчики могут делать радио-запись статического разряда молний, измерять её оптическое свечение (в том числе красное и синее свечение эльфов и спрайтов), а также обнаруживать гамма-лучи и электроны, обусловленные вспышками гамма-излучения.
Rowland ожидает, что «Firestation» будет фиксировать до 50 ударов молнии ежедневно и по крайней мере одну вспышку гамма-излучения каждые несколько часов. Такой комплексный анализ позволит исследователям разобраться в причинно-следственных связях, которые после предыдущих исследований так и остались невыясненными.
Rowland отмечает, что существует несколько различных типов молний, и на данный момент учёные не могут однозначно сказать какой из них производит гамма-вспышки. По словам учёного «Firestation» мог бы за неделю исследований решить тайну, которая терзает учёный вот уже несколько десятилетий.
В вспышках гамма-лучей Rowland больше всего заинтересовала их удивительная энергетика. Он указывает на то, что большинство исследователей убеждены, что гамма-лучи образуются в результате глобальных событий в космическом пространнее, например столкновения звезд или их взрывов. Поэтому весьма удивительно обнаружить всплески гамма-излучения, исходящие из холодных верхний слоев атмосферы нашей планеты.
Что-то укоряет низкоэнергетические частицы воздуха почти до скорости света, производя при этом гамма-излучение, а иногда и каскад антивещества. Rowland хочет узнать природу этих странных явлений, и убеждён, что «Firestation» поможет ему в этом.
Всё необходимое оборудования для эксперимента было доставлено на борт Международной космической станции 3 августа 2013 года японским грузовым судном «Kounotori-4». С тех пор все необходимые для проведения «Firestation» датчики с помощью автоматизированной руки космической станции были установлены на внешней стороне МКС. Ещё в последних числах августа, членами экипажа МКС-36 проверены все датчики и распланированы все научные операции, первые из которых планируется начать уже в ближайшие дни.
