Un team di scienziati della NASA vuole utilizzare la Terra come laboratorio per capire come i pianeti perdono le loro atmosfere e ha proposto una missione che l'agenzia ha recentemente selezionato come una delle cinque da considerare come possibile missione NASA Explorer.

Nella missione proposta che alcuni ritengono una potenziale chiave di volta nello studio del Sole e dei suoi effetti sulle atmosfere planetarie, il team del Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, Maryland, sta avanzando un doppio satellite, missione in orbita polare per studiare i processi universali che controllano l'erosione atmosferica e la sua interazione con i venti stellari, il flusso continuo di particelle cariche rilasciate dalla corona solare.

Chiamato Meccanismi di Espulsione di Massa Energetica-Explorer, o MEME-X, la missione era una delle cinque proposte che hanno ricevuto finanziamenti di Fase A nell'ambito del Programma Small Explorer della NASA. La NASA ha anche selezionato un'altra missione Goddard, Focusing Optics Solar Imager a raggi X [link alla storia]. Dei cinque, La NASA dovrebbe selezionarne uno o due per lo sviluppo e l'implementazione.

Missione interdisciplinare

"MEME-X ha forti fili incrociati tra le discipline scientifiche della NASA:planetaria, eliofisica, astrofisica, e Scienze della Terra, " ha detto Thomas Moore, uno scienziato Goddard e il ricercatore principale di MEME-X. Oltre a fornire dettagli sulla perdita di massa negli strati atmosferici superiori della Terra, la missione potrebbe migliorare la comprensione da parte degli scienziati del ruolo svolto dal vento solare nel trasformare Marte da un ambiente caldo e umido che avrebbe potuto supportare la vita di superficie su Marte al freddo, arido pianeta di oggi, Egli ha detto.

A quello scopo, MEME-X si concentrerà su una domanda principale:come fanno le particelle a fuggire dall'atmosfera superiore della Terra nella magnetosfera, la bolla protettiva che protegge il pianeta dalle radiazioni in arrivo dal Sole, e poi oltre, fuori nello spazio. "La fuga atmosferica è un processo fondamentale con conseguenze di vasta portata in tutto lo spazio e le scienze planetarie, " ha detto Moore.

Plasma, il materiale dominante nello spazio, è costituito da elettroni con carica negativa e ioni con carica positiva; questo è, atomi che hanno perso i loro elettroni. È un quarto stato della materia, non un gas, liquido, o solido, che conduce elettricità ed è influenzato dai campi magnetici. Su scala astronomica, il plasma è comune. Si trova nel Sole, nel flusso costante di materiale che scorre dal Sole, il vento solare, e attraverso lo spazio. Però, sulla superficie terrestre, è raro, si trova principalmente negli incendi e nelle luci fluorescenti e al neon.

Per l'eliofisica, comprendere il deflusso di plasma dallo spazio vicino alla Terra è particolarmente cruciale, Moore ha aggiunto. Il flusso ascendente di plasma dalla calotta polare ad alta latitudine e dalle regioni aurorali sembra influenzare la risposta della magnetosfera alle variazioni del vento solare e, a sua volta, influenza il tempo spaziale, che si aggiunge alla sfida di prevedere il tempo spaziale.

"Da 40 anni, abbiamo un mistero di vecchia data su come una parte dell'atmosfera venga riscaldata di un fattore cento o più ed espulsa nello spazio, dove modifica drasticamente l'ambiente vicino alla Terra, " ha detto Doug Rowland, MEME-X vice investigatore principale ed eliofisico a Goddard. "MEME-X, con la sua coppia di veicoli spaziali miniaturizzati e strumentazione avanzata, finalmente ci darà gli strumenti di cui abbiamo bisogno per risolvere questo problema".

Dotato di analizzatori al plasma, che sarà montato su brevi bracci che si estendono lungo gli assi di rotazione del veicolo spaziale, e altri strumenti sviluppati in parte con finanziamenti di ricerca e sviluppo, MEME-X fornirebbe le prime misurazioni multipunto del plasma per determinare se la materia viene espulsa dalla pressione, come in un geyser, o aspirato lontano dalla Terra, come in una tromba d'acqua.

Evoluzione atmosferica e abitabilità

Oltre a rivelare l'effetto del deflusso di plasma sulla meteorologia spaziale, la missione potrebbe aiutare a rispondere a importanti domande riguardanti l'evoluzione delle atmosfere planetarie e l'abitabilità del pianeta, ha detto Moore.

Un esempio calzante è Marte. Una volta più umido e caldo, e possibilmente congeniale alla vita, il pianeta ora sembra morto. È un mondo deserto, con un'atmosfera rada e praticamente nessun campo magnetico protettivo. La missione Mars Atmosphere and Volatile Evolution della NASA, scoperto di recente che la maggior parte dell'atmosfera del pianeta è stata persa nello spazio, raschiato violentemente dal pianeta dal vento solare.

La domanda a cui gli scienziati vogliono rispondere è il ruolo della magnetosfera nella perdita atmosferica, in particolare per quanto riguarda il vento solare. "Questa è una ricerca per scoprire e caratterizzare i processi fondamentali che si verificano all'interno dell'eliosfera e in tutto l'universo, "Ha detto Moore. "Vogliamo usare l'atmosfera terrestre come un laboratorio".