Den 25 januari 2018, NASA lanserar globala observationer av lem och disk, eller GULL, en värd nyttolast ombord SES-14, en kommersiell kommunikationssatellit. GOLD kommer att undersöka den dynamiska sammanblandningen av rymden och jordens översta atmosfär - och är det första NASA -vetenskapliga uppdraget att flyga ett instrument som en kommersiellt värd nyttolast.

Utrymmet är inte helt tomt:det vimlar av snabbt rörliga laddade partiklar och elektriska och magnetiska fält som styr deras rörelse. Vid gränsen mellan jordens atmosfär och rymden, de laddade partiklarna-kallade jonosfären-existerar tillsammans med den övre delen av den neutrala atmosfären, kallas termosfären. De två blandas och påverkar varandra hela tiden. Detta samspel - och rollen på markväder, rymdväder och jordens eget magnetfält har var och en i det - är i fokus för GOLDs uppdrag.

"Den övre atmosfären är mycket mer variabel än tidigare tänkt, men vi förstår inte samspelet mellan alla inblandade faktorer, "sade Richard Eastes, GOLD huvudutredare vid Laboratory for Atmospheric and Space Physics vid University of Colorado Boulder. "Det är där GOLD kommer in:För första gången, uppdraget ger oss den stora bilden av hur olika förare möts och påverkar varandra. "

Historiskt svårt att observera, denna lite förstådda region svarar både på markväder i den nedre atmosfären nedanför och tumultet av rymdväder uppifrån. Och det svarar också snabbt, genomgår en dramatisk förändring på så lite som en timme, Sade Eastes.

Stora evenemang i den lägre atmosfären, som orkaner eller tsunamier, skapa vågor som kan resa ända upp till detta gränssnitt till rymden, ändra vindmönster och orsaka störningar. På motsatt sida, ovanför denna region, stormar av energipartiklar och solstormar bär elektriska och magnetiska fält och har potential att störa jordens rymdmiljö. Denna kombination av faktorer gör det svårt att förutsäga förändringar i jonosfären - och dessa förändringar kan ha stor inverkan.

"Rymden är inte bara hem för astronauter och satelliter; det påverkar vårt dagliga liv, sa Sarah Jones GOLD missionsvetare vid NASA:s Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland. Satelliter med låg jordbana-inklusive den internationella rymdstationen-flyger genom jonosfären. Men kommunikationssignaler, som radiovågor och signaler som får våra GPS -system att fungera, resa också genom denna region, och plötsliga förändringar kan snedvrida dem eller till och med stänga av dem helt.

GOLD försöker förstå vad som driver förändring i denna kritiska region. Resulterande data kommer att förbättra prognosmodellerna för rymdväderhändelser som kan påverka livet på jorden, liksom satelliter och astronauter i rymden. GOLD är det första uppdraget som kan ge oss observationer som är tillräckligt snabba för att övervaka detaljerna i regelbundna, timme för timme förändringar i rymdvädret-inte bara dess övergripande klimat.

"De första meteorologiska satelliterna revolutionerade vår förståelse av - och förmågan att förutsäga - markväder, "sa Elsayed Talaat, heliofysik chefsforskare vid NASA:s högkvarter i Washington. "Vi räknar med att GOLD kommer att ge oss nya, liknande insikt i dynamiken i den övre atmosfären och vår planets rymdmiljö. "

Ungefär lika stor som ett minikylskåp, 80-pund GOLD-instrumentet är en bildspektrograf, ett instrument som bryter ner ljuset i dess komponentvåglängder och mäter deras intensitet. Specifikt, det mäter långt ultraviolett ljus, skapa ultra-violetta bilder av jorden från dess geostationära utsiktspunkt ovanför västra halvklotet.

"Precis som en infraröd kamera kan du se hur temperaturerna förändras med olika färger, GOLD bilder ultraviolett ljus för att ge en karta över jorden som avslöjar hur temperatur och atmosfärisk sammansättning förändras efter plats, "Sa Eastes.

Från dessa bilder, forskare kan bestämma temperaturen och de relativa mängderna av olika partiklar - såsom atomärt syre och molekylärt kväve - som finns i den neutrala atmosfären, vilket är användbart för att bestämma hur dessa neutrala gaser formar jonosfäriska förhållanden. Dessa data kommer att ge de första kartorna över den övre atmosfärens förändrade temperatur och sammansättning över hela Amerika.

GOLD är ett NASA -uppdrag av möjligheter som leds av University of Central Florida. Laboratoriet för atmosfärisk och rymdfysik vid University of Colorado Boulder byggde instrumentet. En nyttolast på en annars icke -relaterad satellit, GOLD -instrumentet flyger i geostationär bana på en kommersiell kommunikationssatellit, SES-14, byggt av Airbus för Luxemburg-baserade satellitoperatörer, SES.

"I åratal, vi har studerat jordens övre atmosfär i detalj från marken och jordens låga bana, "Sade Eastes." Genom att backa till geostationären, vi kan sätta saker i ett globalt sammanhang. Du kan se halva jorden där borta. "

Ionospheric Connection Explorer lanseras också i år, eller ICON, som kommer att studera jonosfären och den neutrala övre atmosfären. Men medan GOLD flyger i geostationär bana 22, 000 miles över västra halvklotet, ICON flyger bara 350 miles över jorden, där den kan samla närbilder av denna region. Tillsammans, dessa uppdrag ger de mest omfattande jonosfärobservationerna vi någonsin har haft, möjliggör en djupare förståelse för hur vår planet interagerar med rymden.

GOLD är det nyaste tillskottet till NASA:s flotta av Heliophysics -uppdrag. NASA Heliophysics -uppdrag studerar ett stort sammanlänkat system från solen till rymden som omger jorden och andra planeter, och till de yttersta gränserna för solens ständigt flödande solvind. GOLDs observationer kommer att ge viktig information om hur jordens övre atmosfär är ansluten till detta dynamiska och komplexa system.