Высоко над Землей в верхних слоях атмосферы изредка появляются загадочные светящиеся плазменные явления, привлекающие внимание ученых NASA и Европейского космического агентства (ESA). Специалисты используют оборудование на борту Международной космической станции (МКС), чтобы раскрыть тайну их происхождения.
Эти явления, известные как кратковременные светящиеся события (TLE), включают в себя несколько типов. Среди них — «голубые джеты», которые представляют собой вспышки света, тянущиеся от вершин облаков в верхние слои стратосферы, а также SPRITES (Stratospheric/Mesospheric Perturbations Resulting from Intense Thunderstorm Electrification) — световые явления, возникающие на еще больших высотах.
Выше них иногда появляются слабые зеленоватые свечения, напоминающие шары, которые называют «призраками». А на границе между мезосферой и термосферой могут возникать огромные расширяющиеся кольца света, известные как ELVES (Emission of Light and Very low frequency perturbations due to Electromagnetic pulse Sources). Они образуются из-за электромагнитных импульсов, вызванных молниями.
Хотя научное признание TLE произошло относительно недавно, сообщения о загадочных цветных вспышках в небе поступали уже давно. Из-за их мимолетности существование этих явлений долгое время оставалось предметом споров, пока снимки из космоса не подтвердили их реальность.
Изучать TLE с Земли сложно, поскольку они возникают на такой высоте, что наземные приборы их почти не фиксируют. Чтобы решить эту проблему, ESA использует данные монитора атмосферно-космических взаимодействий (ASIM), установленного на внешней части европейского модуля «Коламбус» на МКС. Этот инструмент помогает ученым лучше понять природу TLE и улучшить модели прогнозирования погоды.
Одно из исследований на основе данных ASIM позволило установить, как гигантские кольцеобразные ELVES влияют на ионосферу. Другие работы с использованием этого инструмента помогли точно смоделировать свойства коронных разрядов — мощных, но кратковременных электрических всплесков в верхних слоях облаков.
Кроме того, в ходе эксперимента Thor-Davis ESA удалось запечатлеть с МКС высотные грозы, фиксируя редкие проявления молний и грома с частотой почти 100 000 кадров в секунду. Такие технологии позволяют отслеживать опасные штормы из космоса.
Изучение TLE важно не только для науки. Иногда эти явления могут влиять на наземные коммуникации, создавать риски для авиации и даже космических аппаратов. Помимо светящихся феноменов, NASA исследует грозовую активность, молнии и другие атмосферные явления с помощью приборов на МКС.
Лучшее понимание TLE не только поможет снизить связанные с ними риски, но и позволит усовершенствовать метеорологические модели, улучшив прогнозирование погоды и расширив наши знания о процессах, происходящих в земной атмосфере.