宇宙射線以接近光速的速度從四面八方轟擊地球。這些帶電粒子是宇宙輻射中能量最高的部分——然而沒有人知道它們來自哪裡。
天體物理學家推測，高能宇宙射線可能來自遙遠星系中的超大質量黑洞，或者可能來自宇宙大爆炸後衰變的粒子。
無論它們的起源是什麼，這些射線大約每世紀每平方公里撞擊地球大氣層一次。撞擊產生數十億次級、低能量粒子的空氣簇射，這些粒子反過來激發大氣中的氮分子。相互作用產生紫外熒光，照亮空氣簇射的路徑。科學家們正試圖利用這些路徑來測量宇宙射線的方向和能量，並將它們的軌跡重建回數百萬光年外的太空，以查明它們的來源。
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觀測到這些極端事件非常罕見。只有當宇宙射線碰撞直接發生在探測器上方時，地面天文臺才能觀測到。位於阿根廷的皮埃爾·奧傑天文臺擁有世界上最大的宇宙射線探測器，覆蓋面積大致相當於羅德島州，每年記錄約 20 次極端能量粒子簇射。
為了提高觀測到射線的機率，來自 15 個國家的科學家團隊十多年前齊聚一堂，為國際空間站（ISS）設計了一架宇宙射線望遠鏡。在日本實驗艙上，極端宇宙空間天文臺（JEM-EUSO）將使用指向地球的廣角高速攝像機記錄紫外線輻射。憑藉如此大的觀測面積，該相機將看到更多的空氣簇射。該團隊最初希望在 2006 年發射 EUSO。但地球上的麻煩——先是 2003 年的哥倫比亞號太空梭災難，然後是 2011 年的福島核洩漏事故，以及現在的烏克蘭動盪——已將其部署推遲到至少 2018 年。
然而，科學仍在不斷前進。今年 8 月，該團隊發射了一個望遠鏡原型，透過氦氣球將其送入 38 公里高的平流層。在接下來的兩個小時裡，研究人員乘坐直升機在下方跟隨，向望遠鏡的視野中發射脈衝紫外雷射和 LED。測試取得了成功：原型機探測到了紫外線痕跡，這與極端能量宇宙射線空氣簇射產生的熒光相似。2016 年，宇航員將把一個鞋盒大小的原型機 Mini-EUSO 運送到國際空間站，看看它在完整任務的高度表現如何。