地球的磁场原来是个陷阱大师。它把来自太空的带电粒子引诱到地球周围一个看不见的甜甜圈状围栏里，这个围栏叫做环电流。这群被俘的带电粒子在地球如何应对不断变化的太空条件（即太空天气）中扮演着重要角色，而太空天气会影响我们依赖的技术，比如卫星和电网。然而，尽管研究了数十年，我们对这个天牢仍知之甚少。

NASA 正准备发射一项任务，旨在提供环电流独特的由内而外视角。这项任务名为 STORIE（Storm Time O+ Ring current Imaging Evolution），计划于 5 月搭载第 34 次 SpaceX 商业补给服务任务前往国际空间站。该任务作为太空测试计划-休斯顿 11（STP-H11）有效载荷的一部分飞行，这是美国太空军与 NASA 的合作项目。一旦通过机器人安装在空间站外部（预计抵达后几天内），STORIE 将向外观察环电流，帮助科学家解答关于它如何增长和缩小以及由何种粒子组成的长期问题。

“这些粒子具有重要的太空天气影响，”STORIE 的首席研究员、位于马里兰州格林贝尔特的 NASA 戈达德太空飞行中心的 Alex Glocer 说，该仪器正是在那里设计和建造的。“我们想了解这些被俘粒子群是如何形成的，以及它们来自哪里。”

这些细节在太阳风暴期间尤其重要，此时太阳的爆发可能导致地球的磁扰动。与地球的范艾伦辐射带类似但充满较低能量粒子，环电流在太阳风暴期间的大小、形状和强度波动往往比辐射带更剧烈。此外，在环电流中，带正电的粒子和带负电的粒子沿相反方向流动，产生电流。因此，那里的变化可能导致地面上的磁波动和感应电流，可能影响管道和电力线。环电流还可能在地球轨道卫星表面引起电荷积累，导致航天器故障。此外，当环电流中的能量增加时，部分能量会转移到高层大气，使其升温、膨胀，并对卫星产生更大阻力，可能导致航天器比预期更早脱轨。

然而，直接研究环电流很困难，因为其中的粒子不可见。“你不能直接用相机拍摄它们，”Glocer 解释道。相反，STORIE 将扫描高能中性原子（ENA）的辉光，这些原子是由环电流中被俘的带电粒子设法逃脱时形成的。粒子通过从地球外层大气（称为外逸层）窃取一个电子而获得自由，并变为中性。“一旦这些带电粒子变为中性，它们就不再受地球磁场的影响，也不再被俘获，”Glocer 说。“它们可以朝任何方向飞走。”

通过测量 ENA 的速度和方向，STORIE 可能有助于解答关于环电流粒子起源的长期问题——它们是由从太阳流出的粒子流（即太阳风）提供的，还是来自地球。STORIE 团队设计该仪器时特别关注带正电的氧原子（O+），因为据 Glocer 说，“当你看到氧时，它来自大气。从太阳风中得到的氧非常少。”如果 STORIE 发现大量氧原子，科学家将知道环电流主要由地球大气提供，而非太阳风。

Glocer 和其他科学家还想知道环电流的带电粒子群是否