Kortstondige lichtverschijnselen boven onweerswolken (TLE’s)
De waargenomen verschijnselen, door wetenschappers aangeduid als “transient luminous events” (TLEs), omvatten verschillende typen korte lichtflitsen zoals blue jets, red sprites, violet halos en ultraviolet rings (ELVES). Vroeger leken deze meer iets voor pilotenanekdotes of incidentele foto’s, maar het ISS, met z’n onbelemmerde uitzicht vanuit de ruimte, biedt nu een consistente plek om ze te volgen.
Blue jets schieten speerachtig van wolkentoppen omhoog richting de stratosfeer, terwijl red sprites als omgekeerde kwallen in de mesosfeer verschijnen en slechts een fractie van een seconde (ongeveer 10 milliseconden) duren. Omdat ze zo snel en hoog zijn, zijn ze moeilijk vanaf de grond waar te nemen. Sinds de bevestiging van de Atmosphere, Space Interactions Monitor (ASIM) aan het ISS in 2018 is er echter flinke vooruitgang geboekt in het vastleggen en analyseren van deze verschijnselen.
Instrumenten en waarnemingen
ASIM is een belangrijk instrument gebouwd door de Europese Ruimtevaartorganisatie (ESA) en speelt een grote rol bij het observeren en documenteren van deze atmosferische gebeurtenissen. Het systeem gebruikt hogesnelheidscamera’s en fotometers om flitsen “kleiner dan een nagel” en “korter dan een hartslag” vast te leggen. De gedetailleerde data helpen beter te begrijpen hoe bepaalde ontladingen aan de top van onweerswolken elektromagnetische energie naar de ionosfeer pompen, wat fenomenen zoals ELVES veroorzaakt.
Naast ASIM maakt het Thor-Davis experiment binnen de zevenramenkoepel van het ISS gebruik van geavanceerde camera’s die beelden tot 100.000 frames per seconde vastleggen. Die beelden laten elektrische filamenten en vertakkingen van bliksem in slow motion zien, wat erg belangrijk is voor het valideren van laboratoriummetingen en algoritmes die waarschuwen voor mogelijke bedreigingen voor elektriciteitsnetwerken.
Wat dit betekent voor de aarde en toekomstig onderzoek
Sommige bliksemslagen produceren naast zichtbare verschijnselen ook terrestrial gamma-ray flashes (TGF). In samenwerking met universiteiten heeft de Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) de Light-1 CubeSat gelanceerd vanaf het ISS. Die kleine satelliet, “niet groter dan een brood”, is uitgerust met instrumenten om deze gamma‑flitsen te registreren. Door de tijdstempels te synchroniseren met wereldwijde bliksemnetwerken wil men een driedimensionale kaart maken van de meest voorkomende locaties van gamma‑flitsen boven evenaar-onweerssystemen.
De waarnemingen hebben niet alleen wetenschappelijke waarde, maar ook praktische toepassingen. Verstoring van geladen atmosfeerlagen door TLEs kan radiosignalen en communicatie beïnvloeden. Voor de luchtvaart levert kennis over het voorkomen van blue jets en gamma‑flashes een extra laag in veiligheidsplanning, vooral voor routes over de poolgebieden of de evenaar.
De data van missies zoals ASIM en Light‑1 werpen meer licht op de complexe wisselwerkingen tussen atmosferische en ruimtelijke processen en wat dat betekent voor veiligheid, communicatie en het klimaat van onze planeet. Onderzoekers hopen dat vervolgstappen met verbeterde technologieën en uitgebreide monitoring via vloten van CubeSats kunnen helpen bij real-time waarschuwingen en een beter begrip van elektrische verschijnselen die tot aan de rand van de ruimte plaatsvinden.
