Toen het internationale ruimtestation op een aprilnacht over de Indonesische kust van Sumatra vloog, bliksem van een onweersbui bereikte de bovenste lagen van de atmosfeer en de lichtshow werd vastgelegd door ESA's nieuwste observatorium in de ruimte.

De Atmosfeer-Ruimte Interacties Monitor, ook bekend als de Space Storm Hunter, voltooit zijn eerste tests een maand nadat het buiten het Columbus-laboratorium in Europa was geïnstalleerd.

De eerste beelden en gegevens legden de sterke signatuur van bliksem vast met een ongekende nauwkeurigheid op 400 kilometer boven de aarde.

"We verzamelden 100.000 metingen per seconde van deze verbazingwekkende natuurkracht, " legt Torsten Neubert uit, coördinator van het wetenschapsteam aan de Technische Universiteit van Denemarken, "dit is een fantastisch voorbeeld van hoe krachtig onze fotometers zijn".

Elfen en de kracht van licht

Het observatorium wijst recht naar beneden op de aarde, zodat de atmosfeer zo min mogelijk van het licht filtert. De fotometers van de stormjager zijn honderden keren gevoeliger dan een gemiddelde camera op aarde. In de storm boven Indonesië registreerden de instrumenten een piek over drie golflengten.

"Zelfs met de wolken die de bliksem gedeeltelijk blokkeren, de instrumenten tonen krachtige elektrische ontladingen hoog in de atmosfeer. We denken dat het een elf toont, ' zegt Torsten.

Elfen zijn de hoogste van alle 'voorbijgaande lichtgebeurtenissen' die tot nu toe bekend zijn. In een oogwenk verschijnen concentrische ringen als een vage, uitdijende gloed van honderden kilometers breed, gevormd door botsende elektronen en geëxciteerde stikstofmoleculen.

De beelden lijken verrassend veel op een reeks vastgelegd door ESA-astronaut Andreas Mogensen vanuit het internationale ruimtestation in 2015.

"Dankzij de ontdekking van Andreas weten we precies hoe we de beelden moeten interpreteren, ", zegt Torsten. Met de gegevens kunnen wetenschappers het fenomeen onderzoeken, en onderscheid te maken tussen bliksemlagen en andere hoogenergetische ontladingen.

Het opzetten van een van de meest complexe faciliteiten die ooit op Columbus zijn gevlogen, is een kwestie van vallen en opstaan. Elk element wordt getest, inclusief maatregelen om te voorkomen dat zonlicht de sensoren verbrandt.

De eerste beelden zijn afkomstig van de visuele camera's van de faciliteiten. Een tweede reeks instrumenten detecteert hoge en lage energie en is nog niet klaar met kalibreren.

De eerste beelden zijn slechts een voorproefje van de mogelijkheden. "De meest opwindende wetenschap moet nog komen - we zullen binnenkort in staat zijn om deze optische gegevens te correleren met terrestrische gammastralingsmetingen, ' zegt Torsten.