13 апреля 2018 года астронавты, находящиеся на борту Международной Космический Станции, произвели процедуру установки 314-килограммового набора инструментов Space Storm Hunter, предназначенного для изучения земных гроз и штормов. Этот инструмент был смонтирован на внешней стороне европейского лабораторного модуля Columbus при помощи 16-метровой руки манипулятора, а доставлен он был на космическую станцию во время последнего визита грузового космического корабля Dragon компании SpaceX.

Грозы являются одними из самых захватывающих явлений природы. Несмотря на 250 лет исследований этих явлений, которые были начаты с опрометчивого эксперимента с воздушным змеем Бенджамина Франклина в 1752 году, наше понимание принципов «работы» гроз и штормов продолжает оставаться неполным.

Одной из главных проблем в изучении гроз и штормов является то, что в большинстве случаев они начинают формироваться в районах, которые из-за их удаленности являются недоступными для непосредственного изучения. Более того, некоторые из начальных процессов формирования этих явлений начинаются в столь верхних слоях атмосферы, куда не могут подниматься ни воздушные шары, ни самолеты, снабженные соответствующим оборудованием.

Инструмент Space Storm Hunter, имеющий второе название Atmosphere-Space Interactions Monitor (ASIM), содержит в своем составе инфракрасные и ультрафиолетовые камеры, фотоумножители и фотоусилители, датчики гамма- и рентгеновского излучения. При помощи всего этого инструмент способен видеть с высоты полета космической станции, 400 километров, все процессы, происходящие в верхних слоях атмосферы, начиная от стратосферы, мезосферы до ионосферы, которая является границей с космическим пространством.

Ранее считалось, что грозы являются огромными генераторами статических электрических зарядов. Но более столетия назад было признано, что грозы имеют гораздо более сложную природу. Фактически, недра гроз являются чем-то вроде естественных ускорителей частиц, способных разгонять свободные электроны до релятивистских скоростей. Это, в свою очередь, создает высокоэнергетические вторичные эффекты, такие, как всплески рентгеновского и гамма-излучения, когда электроны сталкиваются с атомами азота.

Грозы всегда сопровождаются явлениями, в которых принимают участие электрические потенциалы в несколько миллионов Вольт. У большинства этих явлений есть даже собственные имена, вспышки электрических зарядов в мезосфере называются «спрайтами», а молнии, бьющие вверх, в стратосферу, называются «синими джетами». Электромагнитный импульс, формирующий кольцевые образования в низкой ионосфере, называется «эльфом», а «гигантом» называют мощный электрический разряд от вершины грозы к нижней части ионосферы.

Ученые надеются, что относительно низкая высота полета космической станции, ее траектория, охватывающая тропические и субтропические области, позволит при помощи инструмента Space Storm Hunter провести беспрецедентные исследования верхних слоев атмосферы во время гроз. Это, в свою очередь, позволит пролить свет на то, как эти грозы влияют на локальные погодные и глобальные климатические изменения.

В настоящее время инструмент Space Storm Hunter проходит через этап всестороннего тестирования и калибровки. За следующие шесть недель каждый из датчиков этого инструмента будет введен в строй и начнет передавать данные на наземную станцию, расположенную в Нью-Мексико, откуда эти данные будут передаваться в центр управления в Брюсселе через трансатлантический кабель. А управление работой инструмента Space Storm Hunter будет осуществляться из центра управления модулем Columbus, который расположен неподалеку от Мюнхена, Германия.