Tajemnicza warstwa atmosfery. Nikt jej dotąd nie zbadał
Pięćdziesiąt trzy lata temu astronauci z misji Apollo 11 stanęli na powierzchni Księżyca, na orbicie okołoziemskiej krążą tysiące satelitów, od ponad czterdziestu lat na orbicie okołoziemskiej krążą załogowe stacje kosmiczne. Trudno zatem uwierzyć, że jest jeszcze jakaś warstwa atmosfery, o której zasadniczo nic nie wiemy. Tak jednak jest i dwie agencje kosmiczne mają właśnie plan, aby to zmienić.
Mowa tutaj o warstwie nazwanej z braku laku ignorosferą, która znajduje się na granicy między atmosferą a przestrzenią kosmiczną. Problem w tym, że żadnej takiej granicy nie ma, a przejście między jednym a drugim jest płynne i charakteryzuje się spadającą gęstością atmosfery wraz ze wzrostem wysokości nad powierzchnią Ziemi.
Co tam się dzieje?
Przestrzeń wewnątrz Układu Słonecznego wypełniona jest stałym strumieniem wysokoenergetycznego promieniowania, tzw. wiatru słonecznego emitowanego w koronie Słońca i podążającego ku granicom naszego układu planetarnego. Gdy wysokoenergetyczne cząstki tego wiatru, tj. protony, elektrony i jony uderzają w atomy otaczającej Ziemię atmosfery, dochodzi do ich jonizacji.
Do procesu tego najczęściej dochodzi w termosferze, tj. na wysokości od 100 do 600 km nad Ziemią. To właśnie taka aktywność nagrzewa termosferę i zwiększa jej objętość. Tu pojawia się problem, jak górna granica termosfery się podnosi, to satelity znajdujące się na niskich orbitach okołoziemskich zaczynają odczuwać opór spowodowany cząstkami termosfery, które uderzają w satelitę. Tego satelity nie lubią, bo opór sprawia, że prędkość satelity spada, a jak spada prędkość to spada i ich wysokość. Jak spada wysokość, to satelita trafia w coraz gęstsze warstwy atmosfery, gdzie opór jest coraz większy. Bez użycia dodatkowego silnika satelita ostatecznie skazany jest na spłonięcie w gęstszych warstwach atmosfery. To właśnie tutaj, w przestrzeni znajdującej się na wysokości 100-200 kilometrów na Ziemi znajduje się ignorosfera.
Czemu nikt tego obszaru nigdy dotąd nie badał?
Sama charakterystyka tego obszaru jest wyjątkowo pechowa. Jak tam dotrzeć? Balony stratosferyczne tam nie dotrą, bowiem powietrze jest już tam zdecydowanie za rzadkie, aby można było tam dotrzeć na zasadzie wyporu lżejszych gazów. Z drugiej strony satelity odczuwają tam za duży opór ze strony rzadkiej atmosfery i nie są w stanie długo utrzymać się na orbicie.
W efekcie wciąż nie wiemy z bliska i dokładnie co się dzieje w tym rejonie przestrzeni kosmicznej z materią docierającą do nas ze Słońca po koronalnych wyrzutach masy czy rozbłyskach słonecznych, a wiedza taka zdecydowanie by się przydała, szczególnie operatorom satelitów.
Jak zatem odwiedzić ignorosferę?
Naukowcy z NASA oraz ESA planują opracowanie misji, w ramach której, sonda kosmiczna poruszająca się po orbicie okołoziemskiej będzie na krótko schodziła na wysokość między 100 a 150 kilometrów, po czym będzie ponownie oddalała się od Ziemi na ok. 500-600 km. Taka eliptyczna orbita miałaby zapewnić możliwość realizowania misji przez co najmniej kilka lat. W ten sposób naukowcy mogliby się dowiedzieć jak zmienia się ignorosfera wraz ze zmianami 11-letniego cyklu słonecznego.
Jak to jednak zwykle ma miejsce w przypadku przygotowywania tak zaawansowanej misji, należy zakładać, że sonda poleci na orbitę dopiero w latach trzydziestych.
