ناسا قصد دارد به‌عنوان بخشی از مأموریت آرتمیس، تصویربردار پرتوی ایکس LEXI (Lunar Environment Heliospheric X-ray Imager) را به ماه بفرستد. این ابزار نخستین تصاویر از میدان مغناطیسی که زمین را دربرابر تابش‌های خورشیدی محافظت می‌کند، ثبت خواهد کرد.
به گزارش ناسا، LEXI یکی از ۱۰ محموله‌ای است که از طریق برنامه CLPS (خدمات تجاری حمل تجهیزات به ماه) ارسال خواهد شد. این مأموریت در ماه جاری میلادی (ژانویه)، با ماه‌نشین «بلو گوست» شرکت فایرفلای، از مرکز فضایی کندی ناسا در فلوریدا پرتاب خواهد شد. هدف این مأموریت درک پاسخ زمین به شرایط فضایی تحت‌تأثیر فعالیت‌های خورشیدی است.
پس از فرود ماه‌نشین، ابزار LEXI فعال می‌شود، گرم شده و به‌سمت زمین تنظیم می‌گردد. این ابزار به‌مدت 6 روز تصاویری از پرتوهای ایکس که از لبه مگنتوسفر زمین منتشر می‌شوند، جمع‌آوری خواهد کرد.
به گفته ناسا، این تصاویر نشان خواهند داد که میدان مغناطیسی زمین چگونه به آب‌وهوای فضایی و نیروهای کیهانی پاسخ می‌دهد، چگونه ذرات باردار خورشیدی را به درون خود راه می‌دهد و باعث شکل‌گیری شفق‌ها می‌شود و نیز چه تأثیری بر زیرساخت‌های فضایی دارد.
«برایان والش»، فیزیکدان فضایی دانشگاه بوستون و محقق اصلی LEXI، می‌گوید:
«ما در تلاشیم تا تصویری کلی از محیط فضایی زمین به دست آوریم. بسیاری از مباحث فیزیک می‌توانند پیچیده یا سخت باشند و نیاز به سال‌ها آموزش تخصصی داشته باشند، اما این علم قابل‌مشاهده است.»
LEXI مگنتوسفر زمین را پایش خواهد کرد
در این مأموریت، LEXI پرتوهای ایکس با انرژی کم را ثبت می‌کند. هنگامی که باد خورشیدی به میدان مغناطیسی زمین برخورد می‌کند، پرتوهای ایکس کم‌انرژی در مرز مگنتوسفر – که به آن مگنتوپاز گفته می‌شود – ایجاد می‌شوند.
اخیراً پژوهشگران توانسته‌اند این پرتوهای ایکس را از طریق ترکیبی از مشاهدات ماهواره‌ها و دیگر ابزارها شناسایی کنند. اما در این مأموریت، کل ناحیه مگنتوپاز در میدان دید LEXI قرار خواهد داشت.
روی زمین، تیم LEXI به‌صورت شبانه‌روزی تغییرات مگنتوسفر ازجمله انقباض و انبساط آن را در واکنش به شدت باد خورشیدی ردیابی خواهند کرد. «هیونجو کانر»، اخترفیزیکدان مرکز پرواز فضایی گادرد ناسا و مدیر پروژه LEXI، توضیح می‌دهد:
«ما انتظار داریم برای نخستین بار، شاهد تنفس مگنتوسفر باشیم؛ وقتی باد خورشیدی بسیار قوی باشد، مگنتوسفر منقبض می‌شود و به‌سمت زمین فشار می‌آورد، و هنگامی که باد خورشیدی ضعیف‌تر باشد، مگنتوسفر منبسط می‌شود.»
محافظت از زیرساخت‌های فضایی
LEXI همچنین رویدادهای اتصال مجدد مغناطیسی را ثبت خواهد کرد. این پدیده زمانی رخ می‌دهد که خطوط میدان مغناطیسی زمین در مگنتوسفر با خطوط میدان باد خورشیدی هم‌راستا می‌شود و ذرات پرانرژی به‌دام‌افتاده در مگنتوسفر تحت‌تأثیر میدان قوی ایجادشده، به‌سمت قطب‌های زمین حرکت می‌کنند.
این داده‌ها به دانشمندان کمک خواهد کرد تا بفهمند آیا این پدیده‌ها هم‌زمان در نقاط مختلف رخ می‌دهند یا به‌صورت پیوسته یا ناپیوسته اتفاق می‌افتند.
ذرات خورشیدی که وارد جو زمین می‌شوند، شفق‌های قطبی زیبا و خیره‌کننده ایجاد می‌کنند، اما می‌توانند به ماهواره‌ها آسیب بزنند یا سبب اختلال در شبکه‌های برق زمینی شوند. کانر می‌گوید:
«ما می‌خواهیم بفهمیم طبیعت چگونه عمل می‌کند و با این فهم، می‌توانیم از زیرساخت‌های فضایی خود محافظت کنیم.»
این مأموریت، اولین سفر LEXI به فضا نیست! در گذشته تیمی در گادرد، ازجمله والش، این ابزار را که در آن زمان STORM نام داشت، برای آزمایش فناوری شناسایی پرتوی ایکس با انرژی کم در میدان دید وسیع طراحی کردند. در سال ۲۰۱۲، STORM به فضا پرتاب شد و تصاویر پرتوی ایکس ثبت کرد و سپس به زمین بازگشت.
این ابزار یک دهه در ویترین مرکز گادرد قرار داشت، تا اینکه ناسا فراخوانی برای پروژه‌های CLPS با بودجه و زمان محدود اعلام کرد. والش به یاد این ابزار افتاد و تصمیم گرفت دوباره از آن استفاده کند:
«ما شیشه را شکستیم – البته نه به معنای واقعی – و ابزار را بازسازی و تعمیر کردیم. این ابزار به ما امکان می‌دهد که به گذشته نگاه کنیم و تصویر جهانی که تاکنون نداشتیم، به دست آوریم. برخی از اجزای قدیمی، مانند ادوات اپتیکی، تعویض شدند، اما ابزار به‌طور کلی در وضعیت خوبی قرار داشت. این ابزار اکنون آماده پرواز مجدد است.»
برنامه CLPS ناسا
CLPS با هدف حمایت از رشد صنعت فضایی و پشتیبانی از اکتشافات بلندمدت، خدمات تجاری حمل تجهیزات به ماه را توسعه می‌دهد. ناسا به‌عنوان مشتری اصلی CLPS، قصد دارد در آینده پروازهای متعددی به ماه داشته باشد.
گادرد به‌عنوان همکار اصلی علمی در پروژه LEXI فعالیت دارد و مرکز پرواز فضایی مارشال ناسا در آلاباما، توسعه 7 مورد از 10 محموله CLPS را که در فضاپیمای بلو گست قرار دارد، مدیریت می‌کند.