NASA 新太空任務將抵達 L1 拉格朗日點，揭示地球無形「光環」
為描繪地球最外層大氣、摸清地球隱形邊界，NASA 已發射的 Carruthers 任務將從外太空拍攝地球逸散層，增進我們對地球大氣逃逸過程及系外行星大氣流失速度的認知。
Carruthers 任務（Carruthers Geocorona Observatory）於今年 9 月 24 日透過獵鷹 9 號火箭發射，旨在研究地球最外層大氣發出的紫外光揭示地球「隱形光環」奧秘，包括散逸層（Exosphere）與地冕（geocorona），彌補阿波羅任務未能拍攝完整地球光環的遺憾。
地球的「隱形光環」是什麼？
1970 年代初，科學家還沒有直接證據說明地球大氣層向太空延伸多遠，主因就在地球被一團肉眼看不見的巨大氫原子雲包圍，這層極稀薄、會隨太陽活動改變形狀的氣體層即散逸層，也是地球大氣與外太空過渡地帶。
散逸層之外的地冕會發出一種稱為來曼 α（Lyman-alpha）的特殊紫外光，必須進入太空才能觀測到，為達成目標，美國太空物理學家 George Carruthers 開發專用紫外線相機，1972 年 4 月阿波羅 16 號太空人將這台相機放在月球，從這個有利位置捕捉到地球地冕第一張照片，結果令人震驚，地冕至少延伸地球半徑 15.5 倍，或者說相當於地月距離一半。
太陽活動噴發物質在抵達地球前會先遇到散逸層及地冕，引發一系列物理過程，研究地球最外層大氣對太陽擾動反應有助改善太空天氣預測，降低太空飛行器和太空人損傷風險，追踪氫如何從地球逸出也可能有助解釋為什麼地球能保留水，其他星球卻不能。
Carruthers 任務探測器重 240 公斤，大小與雙人沙發差不多，將前往 L1 拉格朗日點，預計 2026 年 3 月起展開為期 2 年科學階段，使用 2 台紫外線相機、1 台近場成像儀、1 台廣域成像儀捕捉逸散層，幫助科學家建立 3D 結構。
當氫原子穿越逸散層進入太空，2 台成像儀會共同繪製氫原子分布影像，進一步釐清行星及大氣層逃逸速度。
（首圖來源：AI 生成）