رائد فضاء وكالة الفضاء الأوروبية أندرياس موغنسن وصل مؤخرا إلى محطة الفضاء الدولية مجهز بكاميرا جديدة - وبهذا سيكمل التجربة التي بدأها أول رائد فضاء إسرائيلي إيلان رامون عام 2003 و رائد الفضاء الإسرائيلي الثاني إيتان ستيفا استمر به في العام الماضي. سيقوم موغنسن الدنماركي بتصوير العواصف الرعدية والظواهر المتوهجة في الغلاف الجوي العالي (بين 50 و 95 كم من مستوى سطح البحر)، والمعروف أيضا باسم "العفاريت" و" الجان". ان التجربة هي استمرار لتجربة ILAN-ES التي قام بإجراءها ستيفا وزملاؤه لمهمة AX-1، التي كانت في حد ذاتها استمرارا مباشرا لتجربة MEIDEX التي أجريت من قبل رامون وزملاؤه في طاقم مكوك الفضاء كولومبيا عام 2003.
"هذا اختلاف في التجربة التي أجراها ستيفا العام الماضي، في إطار مهمة "ركيع" ، والتي كانت في حد ذاتها استمرارا للجزء الليلي من تجربة MEIDEX التي أجراها الراحل إيلان رامون" ، يوضح البروفيسور يوآف يئير من جامعة رايخمان، الذي صمم تجربة ستيفا – وهو الآن شريك في تجربة موجنسن. "أطلق الدنماركيون كاميرا أكثر تطورا مما كان متاحا لدينا. التقطت كاميرا NIKON الخاصة بنا 60 صورة في الثانية ، خاصتمهم تسمى DAVIES، وتلتقط ألف صورة في الثانية – وهي وتيرة مذهلة تسمح بتصوير العفاريت بدقة غير مسبوقة. لقد تمكنا بالفعل من التقاط عدد قليل من الجان في المحاولة الأولى الأسبوع الماضي ، ولكن يبدو أنه كان هناك خلل في الكاميرا ولم نحصل على المعلومات التي أردناها. قام الزملاء من الدنمارك بحله وتوصلوا إلى إعدادات برامج جديدة للمحطة الفضائية ، لذلك هناك أمل في الحصول على صور جديدة ومحسنة. في كلتا الحالتين ، هذه هي نفس المنهجية للتنبؤ بالعواصف الرعدية في جميع أنحاء العالم التي طورناها في عام 2003 لتجربة MEIDEX."
العفاريت، الأقزام والبرق العكسي
العفاريت عبارة عن تفريغات كهربائية تحدث عاليا فوق غيوم العاصفة على ارتفاع يتراوح بين 50 و 90 كم من سطح البحر ، عندما يكون هناك برق قوي بشكل خاص. بينما الأقزام تظهر على ارتفاع حتى 100 كم. كما يبدو، فان أول انسان رأى العفاريت كان على ما يبدو المؤرخ الألماني يوهان جورج اسطور في - 1730، عندما حاول تأليف كتاب عن الجغرافيا الألمانية. تسلق أسطور مع حصانه جبلا مرتفعا جدا، يطل على سحابة عاصفة من الأعلى. لدهشته ، رأى البرق يطلق النار من السحابة إلى الأعلى، نحو السماء - وليس نحو الأرض. تسمى هذه الظاهرة الآن "النفاثات العملاقة" وهي جزء من "عائلة" هذه الظواهر.
تم توثيق العفاريت نفسها لأول مرة في عام 1989، عندما تم توثيقهم عن طريق الخطأ بالفيديو من قبل علماء الفلك بجامعة مينيسوتا. منذ ذلك الحين تم توثيق العديد من العفاريت من الأرض والهواء والفضاء – لكن طبيعتهم لا تزال بعيدة المنال. على ما يبدو، العفاريت مختلفة جدا عن البرق، فهي هائلة في الحجم وأقرب جسديا في طبيعتهم إلى ظاهرة الشفق القطبي.
يتشكل عفريت البرق عندما يتم إطلاق صاعقة شحنة موجبة في الجزء العلوي من السحابة (حوالي 5 ٪ من إجمالي البرق) على الأرض، بينما توجد شحنة سالبة في الجزء المركزي من السحابة. بمجرد إطلاق الشحنة الموجبة، يتم إنشاء مجال كهربائي مؤقت وقوي فوق السحابة، والذي يؤين ويحفز جزيئات النيتروجين في الغلاف الجوي العلوي – وهي عملية تنبعث منها فوتونات بأطوال موجية مختلفة، ومضات من الضوء الأحمر والأزرق. تستغرق عفاريت البرق جزءا صغيرا من الثانية فقط، مما يعني أنهم يختفون قبل وقت طويل من الوميض، لكنهم ينتشرون على مساحة تتراوح بين 24 و 84 كم ويشبهون قنديل البحر العملاق أو الجزر والأبراج. تتشكل الآلاف بطريقة مماثلة، لكنها تنتشر في الغلاف الجوي للأرض يصل قطرها إلى 320 كم – وتبدو وكأنها حلقة من الغاز في موقد أو دونات من الضوء الأحمر في منتصفه ثقب دائري.
يشرح رائد فضاء وكالة الفضاء الأوروبية أندراس موجنسن بعض الظواهر التي التقطها في المرة الأخيرة، في عام 2015
"عائلة جديدة من الظواهر"
"نحن نحاول فهم ما تعنيه العواصف البرقية"، يقول البروفيسور يئير. "على سبيل المثال ، هل يشجع الاحترار العالمي على تكوين العفاريت. ولا تزال بعض المسائل الأساسية لهذه الظاهرة مفتوحة تماما. في الواقع، في عام 2015 ، آخر مرة كان فيها أندرياس موجنسن في المحطة الفضائية، اكتشفنا في الصور أنه التقط عائلة جديدة من الظواهر تسمى "تفكك كورونا الأزرق". على عكس العفاريت والأقزام، التي تتفكك عاليا جدا في الغلاف الجوي، يتفكك البرق الأزرق في مكان قريب جدا أو داخل السحب نفسها. منذ الاكتشاف، تم نشر عشرات المقالات حول هذه الظاهرة، وستحاول الدراسة الدنماركية الجديدة إلقاء الضوء على هذه البرق الأزرق."
في عام 2019، قامت وكالة الفضاء الأوروبية بتركيب كاميرات وأجهزة كشف بالأشعة السينية على متن محطة الفضاء الدولية كجزء من مراقبة التفاعلات بين الغلاف الجوي والفضاء مشروع Atmosphere-Space Interactions Monitor, أو ASIM. يسمح المشروع للباحثين بمقارنة الصور التي التقطها رائد الفضاء موجنسن مع تلك التي التقطت بزاوية مختلفة قليلا عن سطح المركبة الفضائية.
يقول البروفيسور يئير:" كان أحد الأشياء التي حاولنا القيام بها في تجربة ILAN-ES في عام 2022 هو مراقبة الظاهرة في وقت واحد من الأرض ومن الفضاء". "لقد وزعنا عشرات الكاميرات على المدارس في إسرائيل وأفريقيا ، لكننا لم نتمكن من التقاط نفس الظاهرة في نفس الوقت – عندما ترى العفاريت من الفضاء لا تراهم من الأرض، والعكس صحيح. تستخدم التجربة الدنماركية المصفوفة الضوئية على متن المحطة لإحالة البيانات، على أمل الحصول على فهم أكمل لهذه البيئة الغريبة للغلاف الجوي العلوي."
