Suvekuudel kõrgel atmosfääris, keskmiselt 82 km kõrgusel, esinevad pilved avastati samaaegselt mitmes Euroopa paigas 1885. aastal. Üks sõltumatutest esmaavastajatest oli Tartu observatooriumi astronoom Karl Ernst Albrecht Hartwig, vast rohkem tuntud Andromeeda udukogus paikneva supernoova avastajana. Kuni Esimese maailmasõjani toimus Saksamaal enam-vähem koordineeritud vaatlemine ja episoodilisi vaatlusi tehti ka mujal, sealhulgas Tartus. Suurem huvi rauges 1890. aastate alguseks ja taastus 1908. aastal mõneks ajaks seoses Tunguusi meteoriidiga. Pärast I maailmasõda jätkusid peaaegu ainsatena maailmas süstemaatilised amatööride vaatlused NLiidu mitmes linnas, mida 1936. aastast alates kuni II maailmasõja alguseni ka üleliiduliselt koordineeriti. Ka Saksamaal taastus 1933. aastast vaatluste regulaarsus. Helkivate ööpilvede jälgimine, eriti nende kõrguse määramine, kuulus teise rahvusvahelise polaaraasta 1932–1933 programmi. Põhiosa tööst tehti Norras virmaliste uurimiseks loodud jaamades. Sõja ajal kõik vaatlused katkesid ja tegevus taastus alles 1950ndatel. Helkivate ööpilvede uurimine oli 1957. a. alanud Rahvusvahelise Geofüüsika Aasta teadusprogrammi osa. NLiit oli IUGG liige ja rahvusvahelist suhtlemist ning siseriiklikku koordineerimist sel alal korraldas NLiidu TA Geofüüsika Komitee. Tõhusa korraldajana valiti Ch. Villmann komitee juurde loodud töögrupi liikmeks ja hiljem koguni esimeheks. Suur osa helkivate ööpilvede uurimisest toimuski Eestis ja Lätis. Vaatluste korraldamisel toetuti ÜAGÜ liikmeskonnale. Vaheldumisi Eestis ja Lätis toimusid regulaarselt üleliidulised nõupidamised. Püüti arendada ka rahvusvahelisi kontakte ning koostööd.
Tallinnas toimuski 15.-18. märtsil 1966 rahvusvaheline sümpoosion helkivate ööpilvede uurimise alal. Osavõtjaid oli peale NLiidu USAst, Kanadast, Suurbritanniast, Rootsist, Prantsusmaalt, mõlemalt Saksamaalt, Poolast, Iisraelist ja Etioopiast.
Professionaalide ja amatööride ühistöö helkivate ööpilvede ja mõnede teiste atmosfääris optiliselt jälgitavate nähtuste uurimisel pakkus huvi militaarsetele ringkondadele, kelle heakskiidul toimusid kõik kosmosest tehtavad uuringud.
 |
| Helkivad ööpilved. |
Teadlased ise olid samuti huvitatud uuringute läbiviimisest kosmosest. Igatahes hakkasid kontaktid kosmosetehnoloogiaga sümpoosionile järgneva aasta jooksul ilmet võtma ja 1968. aasta esimestest päevadest algaski Villmanni töörühma regulaarne vahetu koostöö NLiidu kosmosetööstuse lipulaeva Teadus-tootmiskoondis Energia ja järkjärgult ka teiste ettevõtete ning organisatsioonidega. Nendes ettevõtetes olid sel ajal võtmepositsioonidel eruohvitseridest teenekad sõjaveteranid. Energia osakonda, mis tegeles kosmosest fotografeerimise ja filmimisega ning edaspidi ka radiomeetriaga, juhtis teeneline katselendur Anohhin. Osakonnas töötas teisigi kuldtähega pärjatud endisi hävituslendureid. Sõjaveteranidega suhtlemisel oli sõjaveteran ja eriliselt karismaatiline isiksus Villmann asendamatu. Villmann omakorda usaldas nooremaid kolleege ja nende head suhted Energia ja teiste asutuste noorema generatsiooniga lõid tingimused järjepidevuseks.
Helkivate ööpilvede uurimine jäi aktuaalseks ka edaspidises tegevuses, kuid tegevus ise kasvas avaramaks. Uuriti kogu atmosfääri, milles muude nähtuste hulgas ka helkivad ööpilved esinevad. Kosmoseettevõte oli huvitatud pardaaparatuuri väljatöötamisest ja selle abil teaduslike ülesannete lahendamisest. Ühtlasi pakkusid huvi kõik teadmised selle kohta, kuidas maakera koos atmosfääriga väljastpoolt paistab ja kuidas seda kasutada kosmoses navigeerimisel. Selles osas sai hilisematel aastatel Tõraveres tehtud üsnagi mahukas töö, mis leidis kosmosega tegelevates ettevõtetes positiivset vastukaja. Lühidalt märkides puudutas pikema aja jooksul tehtud töö päikesekiirguse hajumist pilvises ja pilvitus atmosfääris, stratosfääri aerosoolikihte tavaolukorras ja pärast El Chichon vulkaani võimsat purset ning molekulaarse hapniku helenduse iseärasusi mesosfääris, kõrgustel 50-90 km. Teoreetilisi töid leidus selle kohta küllaga, kuid usaldusväärsetest vaatlusandmetest oli suur puudus. Kõige mahukam osa tööst oli aparatuuri väljatöötamine ja satelliidi pardale paigutamine, kuid palju tähelepanu ja aega võtsid ka mõõtmisprogrammide täitmise eest hoolitsemine lennujuhtimiskeskuses ja tulemuste hilisem kompleksne analüüs koos aruannete koostamisega ning läbiarutamisega.