Більшість людей під час грози бачать лише звичний спалах блискавки та чують гуркіт грому, але значно вище – на висоті до 55 миль у тонкому повітрі – вибухають яскраві електричні феєрверки, які легко спостерігати з борту Міжнародної космічної станції (МКС). Ці миттєві видовища – блакитні «струмені» (blue jets), червоні «спрайти» (red sprites), фіолетові ореоли та ультрафіолетові кільця – об’єднані під загальною назвою «транзиторні світлові явища» (TLEs). Десятиліттями їх практично не вивчали: вони фігурували лише у розповідях пілотів або випадково потрапляли на фото. МКС змінила ситуацію, відкривши дослідникам неперервний вид на грози та дозволивши спеціальним камерам і сенсорам фіксувати кожну коротку іскру. Серцем цієї космічної «лабораторії бур» є монітор взаємодії атмосфери і космосу ASIM, створений Європейським космічним агентством і встановлений на зовнішній платформі МКС з 2018 року. Завдання пристрою – спостерігати Землю та фіксувати спалахи менші за ніготь і коротші за серцебиття. Високошвидкісні камери та фотометри ASIM вже перевищили очікування науковців. Дані показують, що деякі розряди на верхівках грозових хмар можуть «накачувати» електромагнітну енергію в іоносферу та викликати величезне ультрафіолетове кільце, яке називають ELVES. Такі кільця можуть впливати на заряд іоносфери на сотні миль, потенційно порушуючи довгострокові радіосигнали. ASIM також зафіксував надкороткі коронні розряди, які наземні прилади часто пропускають. Аналіз цих явищ допомагає зрозуміти, як верхні шари хмар «підготовлюють» розряди для повноцінної блискавки. Особливо вражають «червоні спрайти» – загадкові явища в мезосфері, які існують лише близько десяти мілісекунд, зависаючи, немов перевернуті медузи. Блакитні «струмені» стріляють із верхівок хмар у стратосферу мовчазно і надзвичайно швидко. Їх важко зафіксувати з Землі, але ASIM робить це з орбіти. За допомогою поєднання знімків із МКС і наземних приладів науковці змогли визначити висоту одного блакитного стовпа, підтвердивши його вихід за межі звичайного погодного шару. Ці виміри допомагають моделювати електричне «навантаження» хмар і впливають на авіаційні рекомендації щодо потенційно небезпечних електричних полів. На цьому фото шторм TLE з червоними спрайтами, схоже, зависає поблизу кордону між Техасом і Мексикою. Ви можете помітити сяйво Далласа, Остіна, Сан-Антоніо та Х’юстона на північному сході, а також Торреона, Мексика, на південному заході. Натисніть на зображення, щоб збільшити. Авторство: NASA/Ніколь Айерс Спостереження за грозами ведуть і астронавти через купол МКС, використовуючи експеримент ESA Thor-Davis. Високошвидкісні камери фіксують до ста тисяч кадрів на секунду, а отримане уповільнене відео показує, як електричні нитки розгалужуються так, як ніколи не передбачали підручники. Ці дані дозволяють перевіряти лабораторні моделі плазми та вдосконалювати алгоритми попередження про небезпечні розряди для енергомереж. Блискавка має й невидимі прояви: деякі удари викликають гамма-спалахи, настільки сильні, що короткочасно відповідають рентгенівському знімку людини. Для їх картографування Японське космічне агентство запустило з МКС міні-CubeSat Light-1, оснащений детекторами високої енергії. Згодом ці дані допоможуть створити тривимірну «атлас» гамма-спалахів. Транзиторні світлові явища не лише вражають красою – вони відбуваються в шарах атмосфери, що проводять радіохвилі та сигнали для підводних човнів. Порушення цих шарів може раптово зруйнувати зв’язок, а для авіакомпаній знання про появу блакитних стовпів чи гамма-спалахів додає ще один рівень безпеки на маршрутах. TLE та коронні розряди також змішують оксиди азоту та інші хімічні речовини між шарами атмосфери, впливаючи на озоновий шар і тепловий баланс, що важливо для кліматичних моделей. МКС продовжить спостереження за грозами, а ASIM і подібні пристрої збиратимуть бібліотеку раніше невидимих подій. Інженери планують нове покоління детекторів, які автоматично фіксуватимуть спалахи по всьому спектру – від радіохвиль до рентгенівського випромінювання. CubeSat, як Light-1, може перетворитися на флотилію, передаючи дані про небезпечні розряди у реальному часі. Загалом, МКС доводить: щоб зрозуміти погоду на Землі, іноді треба дивитися з космосу. Кожна орбіта додає кілька кадрів до «прихованого кіно» блискавки, допомагаючи вченим передбачати – а можливо, і пом’якшувати – електричні сюрпризи, які штурмують межу космосу.