NASA - ESA: Δορυφόρος Ελληνικής έμπνευσης θα μελετήσει το άγνωστο μεσοδιάστημα Γης και Διαστήματος

Την κρίσιμη, αλλά πολύ λίγο εξερευνημένη περιοχή ανάμεσα στην ατμόσφαιρα της Γης και το Διάστημα φιλοδοξεί να μελετήσει μια διαστημική αποστολή, την οποία αναπτύσσει ερευνητική ομάδα 20 ιδρυμάτων από όλο τον κόσμο, με επικεφαλής το Δημοκρίτειο Πανεπιστήμιο Θράκης.

Πρόκειται για την αποστολή «Daedalus» (Δαίδαλος), που έχει ως στόχο να πραγματοποιήσει επιτόπιες μετρήσεις της πυκνότητας και της θερμοκρασίας του πλάσματος, του ηλεκτρικού και μαγνητικού πεδίου, των ουδέτερων ανέμων, της ολίσθησης ιόντων, καθώς και της σύστασης, της πυκνότητας και της θερμοκρασίας των ουδέτερων και των φορτισμένων στοιχείων στην περιοχή της Κατώτερης Θερμόσφαιρας και Ιονόσφαιρας (LTI).

Η περιοχή αυτή, σε υψόμετρο από 100 έως 200 χιλιόμετρα από την επιφάνεια της Γης, είναι η βασική μεταβατική περιοχή από την ατμόσφαιρα της Γης στο Διάστημα, όπου συνυπάρχουν τα ουδέτερα στοιχεία της ατμόσφαιρας και τα φορτισμένα στοιχεία του διαστημικού πλάσματος. Εδώ, γίνεται η σύνδεση της μαγνητόσφαιρας της Γης με την ανώτερη ατμόσφαιρα και την ιονόσφαιρα δημιουργώντας ένα γιγαντιαίο ηλεκτρικό κύκλωμα: τεράστια ηλεκτρικά ρεύματα ρέουν κατά μήκος των μαγνητικών γραμμών της Γης και «κλείνουν» ένα ηλεκτρικό κύκλωμα σε ψηλά γεωγραφικά πλάτη διαμέσου της ιονόσφαιρας, ενώ η ουδέτερη ατμόσφαιρα δρα ως «ηλεκτρική αντίσταση» αυτού του κυκλώματος, με αποτέλεσμα την ωμική θέρμανση της περιοχής (γνωστή και ως θέρμανση Joule). Ταυτόχρονα, τα φορτισμένα σωματίδια που κινούνται κατά μήκος των μαγνητικών γραμμών προσπίπτουν και συγκρούονται με τα σωματίδια της ανώτερης ατμόσφαιρας, δημιουργώντας το γνωστό μας Βόρειο Σέλας.

Όπως εξηγεί στο ΑΠΕ-ΜΠΕ ο αναπληρωτής καθηγητής στο Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών του Δημοκρίτειου Πανεπιστημίου Θράκης, Θεόδωρος Σαρρής, μπορεί να γίνονται πολλές μετρήσεις στην ατμόσφαιρα της Γης από μη επανδρωμένα αεροσκάφη, ατμοσφαιρικά μπαλόνια και άλλα όργανα και στο Διάστημα από δορυφόρους, «ωστόσο σε αυτό το μεσοδιάστημα έχουν γίνει μόνο κάποιες μεμονωμένες μετρήσεις από το έδαφος με μεθόδους τηλεπισκόπησης ή με ατμοσφαιρικές ρουκέτες». Αυτό έχει ως αποτέλεσμα, «να υπάρχουν μεγάλες αποκλίσεις μεταξύ των μοντέλων που προσομοιώνουν τη συγκεκριμένη περιοχή» και να περιορίζονται οι τρέχουσες δυνατότητες πρόβλεψης των καιρικών συνθηκών στο Διάστημα, προσθέτει ο ίδιος.

Για την επίλυση όλων των ερωτημάτων που υπάρχουν για το κρίσιμο αυτό μεσοδιάστημα υπάρχει ανάγκη για μετρήσεις σε διαφορετικά ύψη και πολλαπλά σημεία της περιοχής LTI. Στην αποστολή «Δαίδαλος» προτείνεται ένας πολύ πρωτοποριακός τρόπος για να μετρηθεί αυτή η περιοχή, με το δορυφόρο που θα αναπτυχθεί να λειτουργεί «σαν ένα ιπτάμενο εργαστήριο», όπως λέει χαρακτηριστικά ο κ. Σαρρής. Ο δορυφόρος θα κατεβαίνει σταδιακά στην περιοχή με τη χρήση προωθητήρων και ταυτόχρονα θα απελευθερώνονται νανοδορυφόροι, που θα φέρουν ελάχιστα όργανα και θα λαμβάνουν επιτόπου επιπλέον μετρήσεις. Μάλιστα, υποσυστήματα και συνιστώσες του δορυφόρου θα μπορούσαν να κατασκευαστούν και εντός της Ελλάδας.

Η αποστολή προτάθηκε στον Ευρωπαϊκό Οργανισμό Διαστήματος (ESA), στο πλαίσιο πρόσκλησης υποβολής προτάσεων για το πρόγραμμα παρατήρησης της Γης «10th Earth Explorer». Επιλέχθηκε το 2018 ως ένα από τα τρία κορυφαία προγράμματα για τα οποία έγινε μελέτη εφικτότητας και στη συνέχεια προκρίθηκε ως ένα από τα δύο επικρατέστερα για υλοποίηση, ωστόσο στο τελευταίο στάδιο κρίθηκε ότι έχει πολλά ρίσκα λόγω της περιοχής, την οποία θέλει να ερευνήσει. Το ενδιαφέρον, όμως, ήταν τόσο μεγάλο, που την πρόταση ανέλαβε να διερευνήσει κοινή επιστημονική επιτροπή της NASA και της ESA.

Σημειώνεται ότι τα πορίσματα και το στάδιο διερεύνησης της παραπάνω επιστημονικής επιτροπής παρουσίασε ο Θεόδωρος Σαρρής στην πρόσφατη Γενική Συνέλευση της Ευρωπαϊκής Ένωσης Γεωφυσικής, της μεγαλύτερης ευρωπαϊκής συνάντησης για τις επιστήμες του περιβάλλοντος της Γης και του γύρω διαστημικού χώρου, που διεξήχθη στη Βιέννη 24-28 Απριλίου 2023.