美國國家航空暨太空總署（NASA）的創新X 射線成像儀LEXI 正在阿耳特彌斯（Artemis）計劃下執行一項突破性的月球任務。一旦到達月球表面，LEXI將捕捉到前所未有的地球磁場全球圖像，讓我們深入了解地球磁場是如何保護我們免受太陽輻射並對太空天氣做出反應的。

在這張圖中，LEXI 儀器搭載在Firefly Aerospace 公司的藍幽靈任務1 上，該任務將向月球運送10 個商業月球有效載荷服務（CLPS）有效載荷。 資料來源：Firefly Aerospace

LEXI 的月球任務

作為阿耳特彌斯計畫的一部分，美國國家航空暨太空總署（NASA）將向月球發送一台先進的X射線成像儀。 這個開創性的儀器將首次捕捉地球磁場的全球影像，磁場保護地球免受有害太陽輻射的傷害。

月球環境日光層X射線成像儀（LEXI）是美國國家航空暨太空總署（NASA）即將進行的月球運送任務中的10個有效載荷之一。 該任務是商業月球有效載荷服務（CLPS）計劃的一部分，計劃於1月中旬從佛羅裡達州肯尼迪航天中心搭載螢火蟲航天公司的藍幽靈著陸器發射升空。 LEXI將有助於NASA更了解地球如何應對空間天氣–由太陽引起的空間動態狀況。

NASA的下一次月球任務將攜帶一台名為LEXI（月球環境日光層X射線成像儀）的儀器，該儀器將首次提供地球免受太陽輻射的磁環境的全球視野。 資料來源：美國國家航空暨太空總署戈達德太空飛行中心從月球觀測地球磁場

一旦登月塵埃散去，LEXI 將啟動、預熱，並將焦點對準地球。 在六天的時間裡，它將收集從我們星球巨大的磁層邊緣發出的X 光影像。 這種全面的視角可以說明這個保護性邊界是如何對空間天氣和其他宇宙力量做出反應的，以及它是如何打開並允許帶電太陽粒子流進入，從而產生極光並對基礎設施造成潛在破壞的。

波士頓大學太空物理學家、LEXI 首席研究員布萊恩沃爾什說：「我們正試圖了解地球空間環境的全貌。他說：『如果沒有經過多年的專門訓練，很多物理知識都可能是深奧或難以理解的，但這將是你能看到的科學。 “

了解磁層動態

當來自太陽的粒子流（稱為太陽風）撞擊地球磁場時，LEXI 將看到低能量X 射線。 這種情況發生在磁層的邊緣，稱為磁層頂。 研究人員最近已經能夠透過其他衛星和儀器的拼湊觀測來偵測到這些X 射線。 然而，從月球的有利位置來看，整個磁層都將在LEXI 的視野之內。

地球上的團隊將日以繼夜地追蹤磁層如何隨著太陽風的強度而膨脹、收縮和改變形狀。

位於馬裡蘭州格林貝爾特的美國宇航局戈達德太空飛行中心的天體物理學家、美國宇航局LEXI項目負責人Hyunju Connor說：”我們希望首次看到磁層呼氣和吸氣。當太陽風非常強時，磁層會收縮並向後推向地球，當太陽風減弱時，磁層又會擴張。

LEXI 團隊在波士頓大學包裝儀器。 資料來源：邁克爾-斯賓塞/波士頓大學

捕捉磁重聯現象

當磁層的磁場線與太陽風中的磁場線合併時，會釋放出高能量粒子，這些粒子會降落到地球的兩極。 這可以幫助研究人員回答有關這些事件的一些懸而未決的問題，包括它們是否同時發生在多個地點，是持續發生還是突然發生等等。

這些射入地球大氣層的太陽粒子可以造成絢麗的極光，但也會損壞繞地球軌道的衛星或乾擾地面電網。

康納說：”我們希望了解大自然的行為方式。透過了解這些，我們可以幫助保護我們的太空基礎設施。”

歷史背景與未來影響

CLPS 的交付並不是LEXI 的首次太空之旅。 包括沃爾什在內的戈達德團隊建造了這台儀器（當時稱為STORM），以測試在寬視野範圍內探測低能量X射線的技術。 2012年，STORM透過火箭發射到太空，收集了X射線影像，然後落回地球。

它最後被放在戈達德的一個展示櫃裡，一放就是十年。 當美國國家航空暨太空總署（NASA）發出呼籲，希望以有限的預算快速完成CLPS計畫時，沃爾什想到了這台儀器，以及它能從月球表面看到什麼的潛力。

他說：『我們要打破玻璃–不是字面上的意思–而是將其移除、修復和翻新，這樣我們就能回顧過去，獲得前所未有的全球畫面。我們更換了一些老舊的光學元件和其他部件，但儀器整體狀況良好，現在可以再次飛行了。

在CLPS 模式下，NASA 正在投資月球商業運送服務，以促進產業發展並支持長期的月球探索。 作為CLPS 送貨的主要客戶，NASA 的目標是成為未來飛行的眾多客戶之一。 NASA 戈達德是LEXI 的主要科學合作者。 美國太空總署位於阿拉巴馬州亨茨維爾的馬歇爾太空飛行中心負責管理螢火蟲號”藍幽靈”月球登陸器攜帶的10個CLPS有效載荷中的7個的開發工作，其中包括LEXI。

編譯自/ scitechdaily