تازهترین مأموریتی که ناسا برنامهریزی کرده، به یکی از بخشهای کمتر شناختهشده و اسرارآمیز جو زمین اختصاص دارد. این مأموریت قرار است امروز پرتاب شود و طی دو تا سه سال آینده، بیرونیترین مرزهای جو زمین را رصد و پایش کند.
این مأموریت با نام رصدخانهی ژئوکورونای کارادرز (Carruthers Geocorona Observatory) شناخته میشود. بنا بر برنامه، این فضاپیما زودترین زمان ممکن یعنی امروز (۲۳ سپتامبر) از مرکز فضایی کندی در ایالت فلوریدای آمریکا به فضا پرتاب خواهد شد. مقصد این کاوشگر، نقطهی لاگرانژ ۱ (L1) در میان زمین و خورشید است. در این سفر، رصدخانهی کارادرز به دو فضاپیمای دیگر خواهد پیوست: کاوشگر IMAP متعلق به ناسا که برای نقشهبرداری میانستارهای و بررسی شتاب ذرات طراحی شده، و مأموریت SWFO-L1 متعلق به ادارهی ملی اقیانوسی و جوی آمریکا (NOAA) که به پایش آبوهوای فضایی اختصاص دارد.
هنگامی که این رصدخانه به مقصد خود برسد، قرار است لایهی فوقانی جو زمین را که به نام اگزوسفر شناخته میشود، مورد مطالعه قرار دهد. تمرکز اصلی آن بر پدیدهای به نام ژئوکورونا خواهد بود. ژئوکورونا در واقع نوعی «هالهی زمین» است که فقط در طولموج فرابنفش قابل مشاهده است. این هاله از ارتفاع حدود ۳۰۰ مایلی (معادل تقریباً ۴۸۰ کیلومتر) بالای سطح زمین آغاز میشود و تا فاصلهای بسیار دور گسترش مییابد؛ بهگونهای که حتی تا نیمهی مسیر میان زمین و ماه ادامه پیدا میکند.
چگونه این موضوع را میدانیم؟ ماجرا به آوریل سال ۱۹۷۲ بازمیگردد، زمانی که فضانوردان مأموریت آپولو در سفر خود به ارتفاعات دکارت در سطح ماه، یک دوربین فرابنفش ابتدایی نصب کردند. این دوربین تصاویر شگفتانگیزی از ژئوکورونا به ثبت رساند. مخترع این دوربین، دکتر جورج کارادرز، یکی از پیشگامان در حوزهی فیزیک و مهندسی فضایی بود. هرچند تصاویر آن زمان چشمگیر بودند، اما کارادرز بهخوبی میدانست که دوربینش نمیتواند تمام گسترهی اگزوسفر را به نمایش بگذارد. حتی از فاصلهی سطح ماه هم، گرفتن تصویر کامل این هاله امکانپذیر نبود.
اکنون، بیش از ۵۰ سال پس از آن تجربهی تاریخی، رؤیای دکتر کارادرز در آستانهی تحقق است. مأموریتی که قرار است با پرتاب موفقیتآمیز روی یک موشک فالکون ۹ به فضا آغاز شود، توانایی لازم را خواهد داشت تا تصویر جامع و کامل از این هالهی مرموز فراهم کند.
این بار دوربینی که روی رصدخانه نصب شده، با نمونهی ابتدایی دههی ۱۹۷۰ قابل مقایسه نیست. این ابزار حاصل نیمقرن پیشرفت در فناوری تصویربرداری فرابنفش است. دوربین جدید دو بخش اصلی دارد: یک تصویربردار میدانگسترده که میتواند نمای کلی و جامع از کل اگزوسفر تهیه کند، و یک تصویربردار میداننزدیک که جزئیات دقیقتری از تعامل این لایه با جو پایینتر و همچنین با ذراتی که از خورشید به زمین میرسند، به دست میدهد.
یکی از هیجانانگیزترین بخشهای این مأموریت، بررسی تعامل ژئوکورونا با ذرات خورشیدی است. دلیل اهمیت این موضوع آن است که این فرآیند یکی از اصلیترین روشهایی است که طی آن زمین بخشی از هیدروژن خود را از دست میدهد. هیدروژن یکی از عناصر اساسی تشکیلدهندهی آب است؛ مادهای که برای حیات روی زمین حیاتی محسوب میشود. درک چگونگی از دست رفتن هیدروژن نهتنها به شناخت بهتر سیارهی خودمان کمک میکند، بلکه میتواند در جستجوی سیارات فراخورشیدی نقش مهمی داشته باشد. دانشمندان با بررسی این پدیده میتوانند بهتر تشخیص دهند کدام سیارات دوردست احتمالاً ذخایر کافی آب دارند تا شرایط سکونتپذیر را فراهم کنند.
مسیر سفر رصدخانهی کارادرز تا نقطهی L1 نسبتاً طولانی است. این نقطه حدود چهار برابر فاصلهی ماه از زمین قرار دارد و تقریباً ۱.۶ میلیون کیلومتر به خورشید نزدیکتر از زمین است. زمانی که فضاپیما به آنجا برسد، مرحلهی آمادهسازی و راهاندازی ابزارها آغاز خواهد شد. پیشبینی میشود نخستین دادهها در ماه مارس سال آینده به زمین ارسال شوند.
طول عمر عملیاتی برنامهریزیشده برای این مأموریت دو سال است. با این حال، اگر همه چیز بهخوبی پیش برود، مأموریت میتواند به مدت بسیار بیشتری ادامه یابد. هر روز فعالیت این رصدخانه، دانش ما دربارهی «نقطهی آبی کمرنگ» خودمان – عبارتی شاعرانه برای زمین – را افزایش خواهد داد. اما فراتر از همهی این دستاوردهای علمی، مأموریت رصدخانهی ژئوکورونا معنای دیگری نیز دارد: این مأموریت تحقق آرزوی دیرینهی مهندس و فیزیکدانی است که عمر خود را وقف دانش کرد و در سال ۲۰۲۰ در سن ۸۱ سالگی از دنیا رفت.
رصدخانهی کارادرز یاد و نام دکتر جورج کارادرز را زنده نگه میدارد؛ انسانی که نیمقرن پیش نخستین گامها را برای آشکارسازی هالهی زمین برداشت و اکنون، هرچند خودش در میان ما نیست، اما آرزوی او در قالب این مأموریت علمی زنده خواهد شد. شاید او دیگر نتواند تصاویر تازهی ژئوکورونا را ببیند، اما نسل امروز دانشمندان و علاقهمندان به فضا، وارث میراث علمی او خواهند بود.
از این رو، پرتاب امروز نه فقط آغاز یک پروژهی علمی جدید است، بلکه نمادی از پیوستگی علم و رؤیاهای انسانی در طول زمان است. مأموریتی که در عین بررسی دقیقترین جزئیات فیزیکی، پیامی انسانی و شاعرانه هم به همراه دارد: تلاش برای شناختن خانهی آبیرنگمان و درک بهتر از جایگاه ما در میان ستارگان.