Země má svůj neviditelný okraj. Nejde o žádnou metaforu, ale o skutečnou oblast, která obklopuje planetu daleko za hranicí běžně chápané atmosféry. Říká se jí exosféra a právě ta je cílem nové mise NASA nazvané Carruthers Geocorona Observatory. Její úkol je na první pohled jednoduchý. Poprvé v historii tuto oblast skutečně zachytit jako celek a sledovat, jak se v čase mění.

Exosféra začíná zhruba 500 kilometrů nad povrchem Země a plynule přechází do kosmického prostoru. Tvoří ji především extrémně řídký oblak vodíkových atomů, které už nejsou pevně vázané gravitací planety a pomalu unikají do vesmíru. Právě tento únik je jedním z klíčů k pochopení toho, proč si Země dokázala udržet vodu a tím i podmínky pro život.

Od měsíčního experimentu k samostatné misi

Myšlenka pozorovat exosféru není nová. Už na začátku sedmdesátých let se o to pokusil americký vědec a konstruktér George Carruthers. Vyvinul speciální ultrafialovou kameru, kterou astronauti mise Apollo 16 umístili přímo na povrch Měsíce. Právě odsud se podařilo vůbec poprvé zachytit slabou záři takzvané geokorony, tedy viditelného projevu exosféry.

Tehdejší snímky ale zároveň otevřely víc otázek než odpovědí. Ukázalo se, že vodíkový oblak sahá mnohem dál, než se předpokládalo, a záběr z Měsíce na něj vlastně nestačil. Vědci dnes odhadují, že exosféra může zasahovat minimálně do poloviny vzdálenosti mezi Zemí a Měsícem. A právě to je jeden z důvodů, proč se NASA po více než padesáti letech k tématu vrací, tentokrát s dedikovanou misí.

Proč záleží na něčem, co není vidět

Exosféra není jen vzdálený obal planety. Je to první oblast, se kterou se setkává sluneční vítr a energetické částice při erupcích na Slunci. Způsob, jakým tato vrstva reaguje, má přímý vliv na vznik kosmického počasí. To může ohrožovat družice, navigační systémy i astronauty.

Pro program Artemis, jehož cílem je návrat lidí na Měsíc a později cesta k Marsu, je pochopení těchto procesů zásadní. Pokud má být pohyb lidí mimo ochranné magnetické pole Země bezpečný, je nutné vědět, jak se prostředí v blízkosti planety chová při zvýšené sluneční aktivitě.

Vedle bezpečnosti má ale výzkum exosféry i širší dopad. Vodík je základní složkou vody a sledování jeho úniku ze Země pomáhá vysvětlit, proč jiné planety, jako například Mars, o svou atmosféru a vodu přišly. Tyto poznatky se pak přenášejí i na studium exoplanet a úvahy o tom, kde ve vesmíru mohou existovat podmínky vhodné pro život.

Pozorování z místa, kam se běžně nelétá

Sonda Carruthers byla vypuštěna na raketě Falcon 9 a společně s dalšími misemi zamířila k libračnímu bodu L1. Ten se nachází asi 1,6 milionu kilometrů směrem ke Slunci. Z tohoto místa má sonda nepřetržitý výhled na Zemi a zároveň dostatečný odstup, aby mohla zachytit exosféru jako celek.

Na palubě nese dvě ultrafialové kamery. Jedna se zaměřuje na blízké okolí planety a sleduje jemné změny v hustotě vodíku. Druhá má široké zorné pole a umožní vidět celou strukturu exosféry včetně její proměnlivosti v čase. Výsledkem mají být vůbec první souvislé záznamy této oblasti, nikoli jen jednotlivé snímky.