تابش در فضا

در سال هزار و نه‌صد و پنجاه و هشت میلادی، هنگامی که اکسپلورر 1، نخستین ماهواره‌ی امریکایی، به فضا پرتاب شد یک دستگاه شمارشگر گایگر را با خود حمل می‌کرد تا پرتوهای کیهانی را نیز مطالعه کند. پرتوهای کیهانی، تابش‌هایی بسیار پرانرژی‌اند که از بیرون جو به زمین می‌رسند و به طور عمده شامل ذره‌های باردار، به ویژه پروتون و الکترون، هستند. اما در زمین، دانشمندان در کمال تعجب مشاهده کردند که در بخش‌های معینی از ماهواره، شمارشگر، عدد صفر را نشان می‌دهد در حالی که دانشمندان انتظار سی شمارش در ثانیه را داشتند.

این آزمایش را جیمز وان آلن از دانشگاه آیوا طراحی کرده بود. وان آلن و افراد تیم او می‌دانستند که شمارشگر سالم است و کار می‌کند چون در نقاط دیگری از مدار ماهواره، شمارشگر به گونه‌ای عمل می‌کرد که انتظار می‌رفت. بعدها ماهواره‌ی اکسپلورر 3 داده‌های کافی برای حل کردن این معما ثبت کرد. معلوم شد که در بعضی از بخش‌های مدار اکسپلورر 1، شمارشگر در معرض چنان تابش شدیدی قرار می‌گرفته است که زمان کافی برای فارغ شدن از ثبت یک ضربه، پیش از فرود آمدنِ ضربه‌ی بعدی، نداشته است، در نتیجه، شمارشگر عدد صفر را نشان می‌داده است. دانشمندان به قدری متعجب شده بودند که ارنی ری، یکی از اعضای تیم وان آلن، گفت: «خدایا، فضا رادیواکتیو است!»
بعدها ثابت شد که این تابش پر شدت به صورت کمربندهایی گرداگرد زمین را احاطه کرده است. این کمربندها را به افتخار کاشف آن ، کمربندهای تابشی وان آلن نام‌گذاری کردند. از آن زمان تاکنون، دانشمندان اطلاعات بیش‌تری در باره‌ی تابش موجود در فضا به دست آورده‌اند، اما هنوز نکات مبهم زیادی مانده‌اند که باید روشن شوند. برای کشف اسرار نامکشوف در این رابطه، پنتاگون و ناسا (سازمان ملی هوانوردی و فضا در امریکا) ماهواره‌ای به فضا پرتاب کردند.
معمولاً منظور دانشمندان و مهندسان از تابش موجود در فضا، ذرات بارداری است که انرژی‌های متفاوتی دارند. این ذرات هر ذره‌ی بارداری می‌توانند باشند، از پروتون و الکترون گرفته تا یون‌های آهن. روشن است که سازندگان فضاپیماها باید ماهواره‌هایشان را طوری طراحی کنند که در برابر یورش این ذراتِ باردار دوام بیاورند. به طور کلی می‌دانیم که ذره‌ای با انرژی‌ای بین صفر و بیست کیلو الکترون ولت (هر الکترون ولت معادل با 19-10×6ر1 ژول) می‌تواند سطح یک ماهواره را به گونه‌ای باردار کند که بین بخش‌های گوناگون ماهواره جرقه زده شود، و آسیب‌های فیزیکی به ماهواره برساند. ذراتی که انرژی بیش‌تری دارند به حافظه‌ها و نرم‌افزار ریزپردازنده‌ها آسیب می‌رسانند.
آسیب ناشی از تابش ممکن است آرایش حافظه‌ها را بر هم زند و برنامه‌های کامپیوتری را خراب کند. این آسیب‌ها بر اثر یونش (یونیزاسیون) است. از طرف دیگر می‌توان چنین در نظر گرفت که انباشت تابش بر روی سیستم‌های الکترونیکی، سبب ایجاد تغییراتی در جریان حافظه‌ها یا تقویت کننده‌ها (آمپلی فایرها) می‌شود. ماهواره‌های هواشناسی، ناوبری، ارتباطی، و مخابراتی دنیا باید در مدار زمین-ساکن باقی بمانند که تقریباً در همان ارتفاعی از سطح زمین است که لبه‌ی خارجی کمربند وان آلن در آن ارتفاع قرار دارد. مدار زمین-ساکن مداری است در ارتفاع سی و پنج هزار و نه‌صد کیلومتری از استوای زمین که در آن سرعت ماهواره تقریباً مساوی با سرعت حرکت وضعی زمین به دور خودش است. بنابراین ماهواره‌ای که در چنین مداری حرکت می‌کند همواره در بالای نقطه‌ی تقریباً ثابتی از کره‌ی زمین واقع است. کمربندهای وان آلن ناحیه‌هایی هستند که در آن‌ها، در مقایسه با بالا و پایین کمربندها، ذرات باردارِ به دام افتاده در میدان مغناطیسی زمین چگالی بیش‌تری دارند. این ذرات، در حین حرکت رفت و برگشتی بین نیم‌کره‌های شمالی و جنوبی، در مسیر خطوط بسته‌ی میدان مغناطیسی زمین پیش می‌روند.

 

دو کمربند تابشی اصلی وجود دارد. در کمربند داخلی، که میانگین ارتفاع آن از خط استوای کره‌ی زمین پنج هزار کیلومتر است، چگالی ذرات باردار، که بیش‌تر پروتون هستند، بیش‌تر از کمربند خارجی است. بیش‌ترین انرژی ذرات باردار موجود در این کمربند بیش‌تر از سی مگا الکترون ولت است. حلقه یا کمربند خارجی، از ارتفاع تقریباً بیست و پنج هزار کیلومتر بالای خط استوا تا ارتفاعی در حدود سی و شش هزار کیلومتر امتداد دارد، و بیش‌تر متشکل از الکترون‌هایی است که حداکثر انرژی آن‌ها بیش‌تر از یک و نیم مگا الکترون ولت است.
کمربندهای وان آلن تنها بخشی از محیط تابشی هستند. پروتون‌های پر انرژی پرتوهای کیهانی، بخشی از تابش موجود در فضا را تشکیل می‌دهند. همه‌ی این تابش، دقیقه به دقیقه، و سال به سال، و در فواصل مختلف کوتاه و بلند، تغییر می‌کند. برای مثال، طی سال‌های اولِ پس از حداکثر فعالیت خورشیدی (زمانی که تاریک‌ترین لکه‌ها در سطح خورشید رؤیت می‌شوند)، در مقایسه با دیگر زمان‌های چرخه‌ی یازده ساله‌ی این روی‌داد، خورشید شراره‌های بزرگ‌تری دارد. این شراره‌ها تعداد زیادی پروتون پر انرژی به منظومه‌ی شمسی پرتاب می‌کنند. زمانی در حداکثر فعالیت خورشیدی، برای نخستین بار آژیر دستگاه آشکارساز تابش که بر روی هواپیمای کنکورد نصب شده بود به صدا در آمد. حسگرها پروتون‌های پر انرژی‌ای را جذب کرده بودند که به خطوط میدان مغناطیسی زمین نفوذ کرده بودند.
باد خورشیدی، ذرات باردار را از خورشید به داخل منظومه‌ی شمسی می‌راند. سرعت این باد بین چهارصد تا هشت‌صد کیلومتر در ثانیه است. در پیِ برهم‌کنش ذرات موجود در باد خورشیدی با میدان مغناطیسی پیرامون زمین، محیط تابشی به طور پیوسته تغییر می‌کند. دانشمندان معتقدند که کمربندهای تابشی، این ذرات باردار را از باد خورشیدی به دام می‌اندازند.
میدان مغناطیسی زمین نیز خودش شدت متغیری دارد، که این خود محیط تابشی فضا را پیچیده‌تر می‌کند. میدان مغناطیسی زمین در ناحیه‌ای به نام «آنومالی آتلانتیک جنوبی»، که در جنوب خط استوا دورتر از کرانه‌ی برزیل واقع است، شدت کمی دارد. در نتیجه، خطوط میدان مغناطیسی در این ناحیه منحرف می‌شوند و بعضی از ذرات باردار که به مقدار نسبتاً زیاد توسط کمربندهای تابشی به دام افتاده‌اند، بیش‌تر در نزدیکی‌های زمین متمرکز می‌شوند تا در جاهای دیگر.
مسأله‌ی آنومالی آتلانتیک جنوبی این است که فضاپیماهای در حرکت در مدارهای نسبتاً پایین (کم ارتفاع) ممکن است به ذراتی پرانرژی برخورد کنند که بر اثر میدان مغناطیسی زمین، از جاهای دیگر رانده شده‌اند. این ذرات ممکن است به حافظه‌های الکترونی آسیب برسانند یا باعث بروز خطا در ابزارهای دقیق علمی بشوند. آژانس‌های فضایی باید راه حلی برای این مسأله پیدا کنند. متأسفانه، مهندسان بر روی زمین نمی‌توانند میزان دوام فضاپیماهای طراحی شده در برابر تابش را بیازمایند و وارسی کنند، زیرا بازسازی کامل محیط تابشی بر روی زمین از لحاظ فیزیکی غیر ممکن است. راه دیگر، شبیه سازی محیط تابشی با استفاده از کامپیوتر است. با پیوستن و مرتبط کردن برنامه‌ی شبیه سازی کامپیوتریِ محیط تابشی به برنامه‌هایی که مدار فضاپیما را شبیه سازی می‌کنند، مهندسان می‌توانند میزان تابشی را که ماهواره در طول عمرش دریافت می‌کند به دست آورند. سپس طراحان ماهواره قطعاتی را انتخاب می‌کنند که بتوانند در برابر میزان تابش پیش بینی شده دوام آورند. با کوچک‌تر شدنِ روزافزون قطعات الکترونیکی، و جا دادن تعداد هر چه بیش‌تری از آن‌ها در حجمی ثابت و یک‌سان، مسأله‌ی آسیب ناشی از تابش حساس‌تر می‌شود، چرا که در این حال، برخورد با یک ذره‌ی باردار، منجر به آسیب دیدن قطعات بیش‌تری می‌شود.
البته اکنون روشن شده است که مدل‌های کامپیوتری برای رسیدن به هدفی که دانشمندان در پی آن هستند کافی نیستند. این اندازه‌گیری‌ها آن‌قدر مفصل و دقیق نیستند که بتوانند مدل دقیقی از تابش موجود در فضا را به دست دهند. علاوه بر این، احتمال خطر تابش را بیش از حد واقعی برآورد می‌کنند، و هم‌چنین، چون ماهواره‌ها میلیون‌ها دلار قیمت دارند، سازندگان نسبت به ایمنی حساسیت زیادی به خرج می‌دهند. غالباً، سازندگان، قطعاتی را مشخص و استفاده می‌کنند که بیش از حد لازم در برابر تابش مقاوم‌اند چون نمی‌خواهند ماهواره‌ای را از دست بدهند که میلیون‌ها دلار می‌ارزد. به این ترتیب، ممکن است قطعاتی به کار برده شوند که قیمت تمام شده‌ی آن‌ها ده‌ها برابر قطعات لازم و مناسب باشند. روشن است که برای همه‌ی دست اندرکاران امور فضایی، از جمله گروه‌های دانشگاهی طراح و مجری آزمایش‌های علمی، آژانس‌های فضایی سرمایه‌گذار برای ماهواره‌ها، و پیمان‌کارانی که سیستم‌های گوناگون ماهواره را می‌سازند، هدف‌گیری به سوی اقتصادی‌ترین طرح، اهمیت به سزایی دارد.
نیاز به اصلاح مدل‌های کامپیوتری و شناخت دقیق تر محیط تابشی، توجیه کننده‌ی مأموریت ماهواره‌ی مشترک ناسا و پنتاگون بود. نخستین وظیفه، جمع‌آوری داده‌های هرچه بیش‌تر برای طراحی مدل‌های استاتیکی (ایستا) بود که جزئیات محیط تابشی را بر حسب فاصله، اما نه زمان، معین می‌کردند. در نهایت، فضاپیماها داده‌های کافی برای ساختن مدل‌های دینامیکی (پویا) گردآوری می‌کردند که چگونگی تغییرات محیط تابشی برحسب زمان را نشان می‌دادند. این ماهواره‌ی مشترک حامل ابزارهای دقیقی، برای ثبت کردن تراز انرژی، جرم، و جهت جریان ذرات باردار، بود. همه‌ی این پارامترها برای سازندگان ماهواره مهم‌اند. ترازهای انرژی ذرات، نشان می‌دهند که چه نوع آسیبی را باید انتظار داشت. اول این که ماهواره‌ی مشترک می‌توانست تراز انرژی را در گستره‌ی نُه مرتبه‌ی بزرگی، از چند الکترون ولت تا چند گیگا (109) الکترون ولت، اندازه‌گیری کند. دوم این که جرم ذرات، ایده‌ای از میزان آسیبی که یک ذره خواهد رساند به دست می‌دهد، چون هر چه جرم بیش‌تر باشد، یونشی که ذره در اثر برخورد با قطعه‌ای در ماهواره ایجاد می‌کند بیش‌تر است. و سوم آن‌که اطلاع در باره‌ی جهت جریان به سازندگان ماهواره کمک می‌کند تا در مورد لزومِ نصب سپرهای اضافی و محل آن ها تصمیم‌گیری کنند.

 

این ماهواره‌ی مشترک، در مداری بیضوی به دور زمین می‌گشت. نزدیک‌ترین فاصله‌ی ماهواره تا زمین در این مدار (یعنی فاصله‌ی نقطه‌ی حضیض) سی‌صد و پنجاه کیلومتر، و دورترین فاصله‌ی آن تا زمین (یعنی فاصله در نقطه‌ی اوج مدار) سی و پنج هزار و هشت‌صد کیلومتر بود. این مدار، ماهواره را از میان هر دو کمربند داخلی و خارجی وان آلن می‌گذراند. ماهواره از کناره‌های آنومالی آتلانتیک جنوبی نیز عبور می‌کرد.
ماهواره‌ی مشترک، علاوه بر ابزارهای دقیق برای کاویدن محیط تابشی، مجموعه‌ای از قطعات ریز الکترونیکی و قطعات جداگانه با خود حمل می‌کرد که در تولید آن‌ها از تکنولوژی‌های مختلفی استفاده شده بود تا به این ترتیب دانشمندان بتوانند ببینند که در فضا بر سر هر یک از آن‌ها چه می‌آید. بعضی از این قطعات دیگر قطعات پیش‌رفته و مدرنی نیستند چون در پی فاجعه‌ی چلنجر، برنامه‌ی پرتاب ماهواره‌ی مشترک به تعویق افتاد و برای پرتاب توسط موشک دو مرحله‌ای قنطورس-اطلس مجدداً طراحی شد، با وجود این دانشمندان اطلاعات مفیدی به دست آوردند. در مجموع، ناسا و وزارت دفاع به آزمودن شصت و پنج نوع مجموعه و چهارصد و پنجاه نوع قطعه‌ی جداگانه‌ی الکترونیکی پرداختند که حافظه‌ها و ریزپردازنده‌ها را نیز شامل می‌شدند. به این ترتیب، ناسا و وزارت دفاع می‌توانستند هر آسیب خاص را با موقعیت ماهواره در مدار مرتبط سازند. آن‌ها هم‌چنین نتایج به دست آمده در مدار را با نتایج حاصل از آزمون‌های آزمایشگاهی مقایسه می‌کردند. این آزمون‌ها معمولاً با استفاده از تابش شدید پرتوهای گاما انجام می‌شدند و ممکن بود نتوانند نمایانگر دقیق اتفاقی باشند که در فضا روی می‌دهد.
دومین هدف اصلی مأموریت ماهواره‌ی مشترک، بررسی اتفاقاتی بود که در هنگام وارد کردن ذرات باردار مصنوعی به داخل مگنتوسفر و یونوسفر روی می‌داد. مگنتوسفر (یا مغناطیس کره) ناحیه‌ای در پیرامون زمین است که در آن میدان مغناطیسی زمین نقش غالب در چگونگی رفتار ذرات باردار دارد. مرز میان مگنتوسفر و بقیه‌ی منظومه‌ی شمسی را مگنتوپوز می‌نامند. (مگنتوسفر به طور عمده از ارتفاع صد کیلومتری تا مرز آغاز فضای میان سیاره‌ای، یعنی درحدود ارتفاع شصت و چهار هزار کیلومتری، امتداد دارد). باد خورشیدی در پیرامون مگنتوپوز جریان دارد. در سمت رو به زمین، جایی که باد خورشیدی برای نخستین بار به میدان مغناطیسی زمین برخورد می‌کند، موج شوکی قوسی شکلی همانند آن‌چه در پیرامون دماغه‌ی کشتی شکل می‌گیرد، تشکیل می‌شود. در طرف دور از زمین، باد خورشیدی به شکل اثر عبور کشتی جریان می‌یابد و ناحیه‌ی پهناوری را از خود به جا می‌گذارد که در آن مگنتوسفر به شکل دم به بیرون امتداد می‌یابد؛ به همین علت آن را مگنتوتِیل (دم یا دنباله‌ی مغناطیسی) می‌نامند. یونوسفر (یا یون کره) ناحیه‌ای در داخل مگنتوسفر است که تقریباً بین شصت تا هزار کیلومتری زمین واقع است و در آن تابش فرابنفش خورشیدی، اتم‌ها و مولکول‌های جو فوقانی را یونیده می‌کند.

 

کنترل کننده‌های برنامه‌ی مأموریت، به فضاپیما فرمان می‌دادند که قوطی‌های محتوی باریم، لیتیم، کلسیم، و استرونسیم را به فضا پرتاب کند. پس از بیست و پنج دقیقه، زمانی که قوطی‌ها حداقل دو و نیم کیلومتر از فضاپیما دور شده‌اند، قوطی‌ها منفجر می‌شدند و ابرهایی به قطر تا صدکیلومتر به وجود می‌آوردند. مدت کوتاهی پس از ایجاد این ابرها، اتم‌ها یونیده می‌شدند. آن‌گاه، دانشمندانِ حاضر در پایگاه‌های زمینی و در فضاپیما، چگونگی حرکت ابرهای یونی در امتداد و در حول و حوش خطوط میدان مغناطیسی را مشاهده می‌کردند و سرعت‌ها و دماها را اندازه‌گیری می‌نمودند. دست آخر، این داده‌ها را در برنامه‌ی شبیه سازی کامپیوتری دینامیکی تابش در فضا، وارد می‌کردند. یک رشته از رها سازی قوطی‌ها و تشکیل ابر، در ارتفاع‌های پایین (سی‌صد و پنجاه کیلومتری) انجام می‌شد، و برهم کنش بین ذرات باردار و میدان‌های مغناطیسی، برهم‌کنش‌های بین جو فوقانی و یونوسفر، شیمی یونوسفر، و ساختار میدان‌های الکتریکی در ارتفاع‌های پایین را روشن می‌نمود.
دانشمندان در رهاسازی عناصر ذکر شده در ارتفاع‌های بالا، برهم‌کنش‌های بین مگنتوسفر و یونوسفر، و چگونگی تأثیر آن‌ها بر پایداری ذرات به دام افتاده در کمربندهای تابشی وان آلن را پی‌جویی می‌کردند. دست آخر، شناخت میزان پایداری ذرات در مگنتوسفر و چگونگی تأثیر شرایط باد خورشیدی بر این پایداری، به دانشمندان در پیش‌بینی چگونگی محیط تابشی فضا کمک می‌کرد.
در آزمایشی دیگر، چگونگی تأثیر بی‌نظمی‌های چگالی ذرات باردار موجود در یونوسفر بر شیوه‌ی انعکاس علامت‌های رادیوییِ طول موج کوتاه در یونوسفر بررسی می‌شد، و چگونگی تأثیر تغییرات چگالی بر عبور علامت‌ها از داخل یونسفر مورد مداقه قرار می‌گرفت. ماهواره‌ی مشترک، علاوه بر مطالعه‌ی بی‌نظمی‌های طبیعی یونوسفر، خود نیز بی‌نظمی‌هایی در یونوسفر ایجاد می‌نمود. ابزاری به نام کاوشگر پلاسما، ولتاژی در محیط اعمال می‌کرد و ذرات باردار را تحریک می‌نمود. این ذرات باردار نیز به نوبه‌ی خود همسایه‌های خود را تحریک می‌نمودند و چیزی را به وجود می‌آوردند که موج پلاسما نامیده می‌شود که عاقبت از میان می‌رود. با ابزار دیگری که ماهواره با خود داشت میدان الکترومغناطیسی متغیر را اندازه‌گیری می‌نمود و به مشاهده‌ی چگونگی از میان رفتن موج پلاسما می‌پرداخت. به این ترتیب، اطلاعاتی در باره‌ی چگالی و دمای ذرات به دست می‌آمد که هم به کار مدل‌سازان می‌آید و هم متخصصان ارتباطات از آن استفاده می‌کنند. در جریان گردش ماهواره در مدار، این آزمایش فقط هر چهار دور یک بار به مدتی در حدود پانزده دقیقه انجام می‌شد.
ذرات دارای انرژیِ بین ده تا سی هزار الکترون ولت در مگنتوسفر دارای اهمیت درجه اولی هستند، زیرا سرچشمه‌ی تولید ذرات پرانرژی‌تر کمربند تابشی‌اند. ذراتی که انرژی آن‌ها در این گستره قرار دارد در زمان شلیک پلاسما به سوی کره‌ی زمین بر اثر فرایند انفجاری اتصال میدان‌های مغناطیسی با جهت مخالف، به داخل کمربندهای تابشی رانده می‌شوند. شناخت کامل این فرایند اهمیت فراوانی در طراحی و ساختن مدلی دینامیکی از تابش موجود در فضا دارد و در فیزیک ستاره‌های دنباله‌دار و آزمایش‌های هسته‌ای می‌تواند سودمند باشد.
ابزاری که از آن برای اندازه‌گیری تعداد ذرات در گستره‌ی انرژی پیش گفته استفاده می‌شود، در همین گستره می‌تواند تأثیرهای باردار شدن بدنه‌ی فضاپیما را نیز تشخیص دهد. این مسأله‌ی کاملاً شناخته شده و بسیار مهم، بر اثر توازن ناقص جریان‌های الکتریکی در (بدنه یا) پوسته‌ی فضاپیما پیش می‌آید. هنگامی که فضاپیما در زیر نور خورشید حرکت می‌کند، جریان الکتریکی غالب، معمولاً جریان فوتوالکترون‌هایی است که بر اثر تابش نور خورشید از سطح فضا پیما گسیل می‌شوند، و چون فضا پیما الکترون گسیل کرده است، نسبت به ذرات باردار محیطش دارای پتانسیل مثبت می‌شود. اما در زمان خورشید گرفتگی (هنگامی که ماهواره، نیمه‌ی رو به خورشید زمین را پشت سر می‌گذارد)، توازن جریان الکتریکی بستگی حساسی به طیف‌های انرژی یون‌ها و الکترون‌های پلاسمای موجود در محیط پیدا می‌کند، و ممکن است پوسته‌ی فضا پیما تا ده‌ها کیلوولت باردار شود. اگر در پوسته‌ی فضا پیما ناحیه‌های نارسانایی وجود داشته باشند ممکن است یک بخش از سطح نسبت به بخش دیگری از سطح فضا پیما، اختلاف پتانسیل پیدا کند. جرقه‌هایی که بین این نواحی زده می‌شوند می‌توانند به فضا پیما آسیب فیزیکی برسانند و سبب وقفه در کار دستگاه‌ها با صدور فرمان‌های نادرست الکتریکی بشوند.
این اندازه‌گیری‌های ذرات باردار، برای مشخص کردن برهم‌کنش فضا پیما و محیط اطراف آن ضروری‌اند. اما آیا تاکنون مواردی دیده شده‌اند که ماهواره‌های واقعی بر اثر پدیده‌های ذکر شده دچار باردار شدن سطح یا آسیب ناشی از تابش شده باشند؟ یک مثال در این مورد که چند ده سال است دانشمندان را به خود مشغول کرده است برنامه‌ی فضایی ماهواره‌ی هواشناسی متئوست است. این گروه از ماهواره‌ها که تحت تملک آژانس فضایی اروپا (ESA) هستند، عکس‌هایی برای پیش بینی هوا ارسال می‌کنند. نخستین ماهواره از چند ماهواره‌ی متئوست که به فضا پرتاب شدند، دچار مسائل مبهمی شد که غالباً از آن‌ها به عنوان (آنومالی‌ها یا) ناهنجاری‌های ماهواره‌ای یاد می‌شود. این ناهنجاری‌ها در تهیه‌ی عکس‌های هواشناسی تداخل ایجاد می‌کنند. اگرچه آهنگ وقوع این ناهنجاری‌ها خیلی کم بود (روزی یک یا دو بار، بسته به فصل)، آژانس فضایی اروپا تصمیم گرفت بر روی متئوست دوم تجهیزاتی برای بازدید باردار شدن فضا پیما نصب کند.
نتایج به دست آمده، باردار شدن سطح فضا پیما به ویژه در هنگام خورشید گرفتگی را نشان دادند، اما ناهنجاری‌ها ارتباطی به وقوع باردار شدن نداشتند. بنابراین، آژانس فضایی اروپا تصمیم گرفت آشکارسازی را به پرواز درآورد که به جای باردار شدن سطح ، ذرات پر انرژیِ موجب شونده‌ی آسیب تابشی را ردیابی کنند. چنین حسگری بر روی ماهواره‌ی متئوست 3 نصب شد. این حسگر قادر بود الکترون‌های موجود در گستره‌ی کم‌انرژی تابش نفوذ کننده (از چهل تا سی‌صد کیلو الکترون ولت) را ردیابی و آشکار کند. داده‌های حاصل از حسگر به دانشمندان نشان داد که ناهنجاری‌ها در هنگامی رخ می‌دهند که چگالی شار زیاد است.
دانشمندان معتقدند که ذرات انرژیِ ده‌ها تا صدها کیلو الکترون ولتی سبب «باردار شدن عمقی دی الکتریک» می‌شوند. اگر شار جریان ذرات در حد زیادی باقی بماند، ذرات بادار باعث تجمع بار الکتریکی در پوشش عایق کابل‌‌های برق می‌شوند. در نهایت، پوشش عایق در هم شکسته می‌شود، و ناهنجاری ایجاد می‌کند. دانشمندان بر این باورند که تأثیرهای مشابهی باعث از کار افتادن کامل ماهواره‌ی هواشناسی گز 5 (Goes 5)، متعلق به امریکا، در سال 1984، شدند.
با مقایسه‌ی ماهواره‌های مختلف در ناحیه‌های مختلف محیط کره‌ی زمین، می‌توان اطلاعات بهتری درباره‌ی چگونگی واکنش مگنتوسفر ، مثلاً در برابر تغییر شرایط باد خورشیدی، به دست آورد. مأموریت ماهواره‌ی مشترک، برای مهندسان طراح فضا پیما اهمیتی حیاتی داشت. نخست این‌که روشن می‌شد که چه قطعات الکترونی‌ای را با اطمینان می‌شد در مدارهای گوناگون، از مدار پایین زمینی (در ارتفاع چند صد کیلومتر) تا مدار زمین-ساکن (درحدود سی و شش هزار کیلومتر) به کار برد. دوم این که این ماهواره منبع داده‌های جامعی می‌شد که به کمک آن‌ها می‌توان مدل‌های قدیمی تابش در فضا را روزآمد کرد. و سرانجام آن‌که در این مأموریت، اطلاعاتی برای مدل‌های دینامیکی تابش گردآوری می‌شد.

منبع: راسخون