Докато повечето хора виждат само познатите гръмотевици и светкавици от бурите на земята, яркооцветени електрически фойерверки избухват много по-високо, в разредения въздух на височина до 80 километра над земята и се виждат лесно от Международната космическа станция. Тези кратки зрелища, популярно наричани "сини струи", "червени духове", "виолетови ореоли" или  "ултравиолетови пръстени" – са известни под общото наименование преходни светлинни явления, или TLE.

В продължение на десетилетия те убягваха от систематично проучване, появявайки се само в анекдотите на пилотите и в случайни късметлийски фотографии. МКС промени това, като предостави място с необезпокояван изглед над бурите, където специализирани камери и сензори улавят всяка мимолетна искра. Постепенно изследователите откриват, че това, което се случва в този скрит слой, може да наруши радиопредаванията, да повлияе на безопасността на самолетите и дори да промени химичния състав на горните слоеве на атмосферата.

Централен елемент на тази мисия за наблюдение на небето е мониторът за взаимодействия между атмосферата и космоса (ASIM). ASIM, построен от Европейската космическа агенция, е закрепен към външна платформа на МКС от 2018 г. Неговата задача е да наблюдава Земята и да записва светкавици, по-малки от нокът и по-кратки от сърдечен удар.

Високоскоростните камери и фотометри на монитора вече предоставиха повече, отколкото учените са се надявали. Данните показват, че определени разряди, подобни на мълнии, в горната част на гръмотевична облак могат да изпомпват електромагнитна енергия в йоносферата и да запалят огромен пръстен от ултравиолетова светлина, наречен ELVES. Тези пръстени могат да увеличат йоносферния заряд на стотици километри, което потенциално може да наруши радиосигналите на дълги разстояния.

ASIM също така е каталогизирал ултракратки коронови разряди – изблици, които са толкова кратки, че наземните инструменти често ги пропускат. Чрез измерване на времето и анализиране на тези коронови разряди изследователите започват да разбират как горните слоеве на облаците подготвят почвата за пълноценни мълнии.

Мистериозно явление, известно като „червени духове“, се появява случайно в мезосферата, висящо като обърната медуза за едва десет милисекунди. Сини струи се изстрелват от върховете на облаците към стратосферата с призрачна, безшумна бързина.

И двете явления се случват толкова бързо и високо, че заснемането на подробностите им е почти невъзможно, но все пак ASIM може да ги забележи от орбита. В едно проучване бяха използвани неговите кадри и наземни инструменти, за да се определи точно височината на един син струйник. Това потвърди, че тези възходящи мълнии наистина пробиват отвъд познатия ни метеорологичен слой. Тези измервания се въвеждат директно в моделите за прогнозиране на бури, които от своя страна предоставят информация за авиационните насоки относно местата, където могат да се крият опасни електрически полета.

Куполът на МКС – куполът със седем прозореца, който често се появява в селфитата на астронавтите – се превърна в част от научния инструментариум. Чрез експеримента Thor-Davis на ЕКА членовете на екипажа на МКС монтират модерна камера зад стъклото и заснемат далечни бури с до сто хиляди кадъра в секунда. Получените филми в забавен кадър разкриват разпространението на електрически нишки по начини, които учебниците никога не са предвиждали. Като заснема разклоняването на мълниите за част от секундата с ярки детайли, Thor-Davis помага на учените да валидират лабораторните плазмени тестове спрямо реални събития.

От по-практична гледна точка един ден тези кадри може да подобрят алгоритмите, които предупреждават операторите на електропреносната мрежа, когато силни мълнии заплашват преносните линии.

Скритата драма на мълнията не се ограничава до видимите цветове. Някои удари предизвикват земни гама-лъчи, импулси от радиация, достатъчно енергични, за да облъчат самолет с краткотраен импулс, еквивалентен на рентгенова снимка на гърдите.

За да картографира тези невидими опасности, Японската агенция за космически изследвания работи с университетски партньори, за да изстреля Light-1 от МКС. Въпреки че е не по-голям от хляб, този модел от типа CubeSat носи детектори, настроени за високоенергийни фотони. Докато Light-1 записва светкавици над екваториални бурни системи, изследователите планират да съпоставят времевите му отметки с глобалните мрежи за мълнии на земята. С течение на времето това ще помогне за създаването на триизмерен атлас на местата, където гама-лъчите се появяват най-често.

Тъй като МКС вероятно ще продължи да функционира през цялото десетилетие, ASIM и неговите наследници ще продължат да събират библиотека от някога невидими бурни събития. Инженерите предвиждат детектори от ново поколение, които се задействат автоматично, записват по-бързо и обхващат по-широк спектър – от радио- до твърди рентгенови лъчи. Сателити като Light-1 могат да се размножат в флотилия, която да подава сигнали в реално време на метеорологичните агенции и сателитните оператори, когато избухне гама-светкавица или мегасприт.

Преди всичко космическата станция показва, че за да разберем времето на земята, понякога трябва да погледнем отгоре. Всяка орбита добавя още няколко кадри към скритата лента на мълнията. Тези кадри ни приближават към предсказването – и може би към смекчаването – на електрическите изненади, които бурите хвърлят към края на Космоса.

Снимка: Pexels/NASA/Nichole Ayers

Виж още: Първият частен космически телескоп в света току-що забеляза първата си звезда. Ето какво видя той