지구의 자기장은 알고 보니 능숙한 포수다. 우주에서 온 전하를 띤 입자들을 유인해 지구 주위에 보이지 않는 도넛 모양의 우리, 즉 환상 전류(ring current)에 가둔다. 이 포획된 전하 입자 떼는 지구가 우주 환경 변화(우주 날씨)에 반응하는 방식에 중요한 역할을 하며, 이는 우리가 의존하는 위성과 전력망 같은 기술에 영향을 줄 수 있다. 그러나 수십 년간의 연구에도 불구하고, 이 천상의 구치소에 대해 우리가 모르는 것이 여전히 많다.

NASA는 환상 전류의 독특한 내부-외부 관점을 제공하기 위해 설계된 임무를 발사할 준비를 하고 있다. STORIE(Storm Time O+ Ring current Imaging Evolution)라고 불리는 이 임무는 5월에 NASA를 위한 국제우주정거장(ISS)으로 가는 34번째 SpaceX 상업 재보급 서비스 임무에 실려 발사될 예정이다. 이 임무는 미국 우주군과 NASA의 파트너십인 우주 시험 프로그램-휴스턴 11(STP-H11) 탑재체의 일부로 비행한다. STORIE는 우주정거장 외부에 로봇으로 설치된 후(도착 후 며칠 후 예상), 환상 전류를 바라보며 과학자들이 그것이 어떻게 커지고 작아지는지, 어떤 종류의 입자로 구성되어 있는지에 대한 오랜 질문에 답하는 데 도움을 줄 것이다.

"이 입자들은 중요한 우주 날씨 영향을 미칩니다,"라고 메릴랜드주 그린벨트에 있는 NASA 고다드 우주비행센터에서 STORIE의 수석 연구원인 알렉스 글로서(Alex Glocer)가 말했다. 그곳에서 이 기기가 설계 및 제작되었다. "우리는 그 포획된 개체군이 어떻게 형성되는지, 그리고 그것이 어디서 오는지 이해하고 싶습니다."

이러한 세부 사항은 태양 폭풍 동안 특히 중요하다. 태양의 분출이 지구에서 자기 교란을 일으킬 수 있기 때문이다. 지구의 반 알렌 방사선대와 유사하지만 더 낮은 에너지의 입자로 채워진 환상 전류는 태양 폭풍 동안 방사선대보다 크기, 모양, 강도가 더 극적으로 변동하는 경향이 있다. 게다가, 환상 전류에서는 양전하 입자와 음전하 입자가 반대 방향으로 흘러 전류를 생성한다. 따라서 그곳의 변화는 지상에서 자기 변동과 유도 전류를 일으켜 파이프라인과 전력선에 잠재적으로 영향을 미칠 수 있다. 환상 전류는 또한 지구 궤도 위성 표면에 전하 축적에 기여할 수 있으며, 이는 우주선 결함을 유발할 수 있다. 또한, 환상 전류에서 에너지가 증가하면 그 에너지 중 일부가 상층 대기로 전달되어 대기를 가열하고 팽창시키며 위성에 더 많은 항력을 생성하여 우주선이 예상보다 일찍 궤도 이탈하게 할 수 있다.

그러나 환상 전류를 직접 연구하는 것은 그 안의 입자가 보이지 않기 때문에 어렵다. "카메라로 그들을 그냥 찍을 수는 없습니다,"라고 글로서가 설명했다. 대신, STORIE는 환상 전류에 갇힌 전하 입자가 탈출할 때 형성되는 고에너지 중성 원자(ENA)의 발광을 스캔할 것이다. 입자들은 지구의 외기권(외권)에서 전자를 훔쳐 중성이 됨으로써 자유를 얻는다. "그 전하 입자들이 중성이 되면, 더 이상 지구 자기장의 영향을 느끼지 못하고, 더 이상 갇히지 않습니다,"라고 글로서가 말했다. "그들은 어떤 방향으로든 날아갈 수 있습니다."

ENA의 속도와 방향을 측정함으로써, STORIE는 환상 전류 입자의 기원에 대한 오랜 질문에 답하는 데 도움을 줄 수 있다. 즉, 그것들이 태양에서 흘러나오는 입자 흐름(태양풍)에 의해 공급되는지, 아니면 지구에서 공급되는지. STORIE 팀은 양전하를 띤 산소 원자(O+)에 특별한 주의를 기울이도록 기기를 설계했다. 글로서에 따르면, "산소를 보면, 그것은 대기에서 온 것입니다. 태양풍에서는 거의 얻을 수 없습니다." 만약 STORIE가 많은 산소 원자를 발견하면, 과학자들은 환상 전류가 태양풍보다는 주로 지구 대기에 의해 공급된다는 것을 알게 될 것이다.

글로서와 다른 과학자들은 또한 환상 전류의 전하 입자 개체군이