Кредит: Pixabay/CC0 Public Domain
На прошлой неделе три крошечных австралийских спутника из космической программы Бинар Университета Кертина сгорели в атмосфере Земли. Это всегда должно было случиться. Фактически, Бинар означает «огненный шар» на нунгарском языке коренных народов Перта.
Когда спутник находится на низкой околоземной орбите (2000 км или меньше), он испытывает распад орбиты, приближаясь все ближе и ближе к поверхности и в конечном итоге сгорая.
Но эти спутники-кубы (CubeSats), известные как Бинар-2, 3 и 4, вошли в атмосферу гораздо раньше, чем планировалось изначально. Они продлились всего два месяца — треть ожидаемого. Это значительно сократило драгоценное время на науку и тестирование новых систем.
Причина их безвременной кончины? Наше Солнце активизировалось, и спутники Бинар — далеко не единственная жертва. Недавняя высокая солнечная активность стала неожиданной головной болью для спутниковых операторов в последние несколько лет, и она только усиливается.
Почему солнце такое активное?
Солнечная активность включает в себя такие явления, как солнечные пятна, солнечные вспышки и солнечный ветер — поток заряженных частиц, который течет к Земле.
Эта активность является результатом постоянно меняющегося магнитного поля Солнца, которое примерно каждые 11 лет полностью меняет свое положение. В середине этого цикла солнечная активность достигает максимума.
Хотя этот цикл известен, конкретную солнечную активность предсказать сложно — динамика сложна, а прогнозирование солнечной активности находится в зачаточном состоянии.
За последние несколько месяцев показатели солнечной активности оказались более чем в полтора раза выше прогнозов для этого момента текущего цикла, получившего обозначение 25-го солнечного цикла.
Влияние космической погоды
Космическая погода – это воздействие на окружающую среду, которое возникает за пределами нашей атмосферы (в основном Солнца). Оно влияет на нас на Земле различными заметными и незаметными способами.
Наиболее очевидным является наличие полярных сияний. За последние несколько месяцев полярные сияния были видны гораздо интенсивнее и ближе к экватору, чем за последние два десятилетия. Это прямой результат повышенной солнечной активности.
Космическая погода и, в частности, солнечная активность также создают дополнительные проблемы для спутников и спутниковых операторов.
Более высокая солнечная активность означает больше солнечных вспышек и более сильный солнечный ветер, что приводит к увеличению потока заряженных частиц, которые могут повредить или вывести из строя электрические компоненты на спутниках.
Это также означает увеличение ионизирующего излучения, что приводит к более высокой дозе для астронавтов и пилотов, а также к потенциальным сбоям в радиосвязи на большие расстояния.
Но для спутников на низкой околоземной орбите наиболее постоянным эффектом солнечной активности является то, что дополнительная энергия поглощается внешней атмосферой, заставляя ее раздуваться наружу.
В результате все спутники, находящиеся на расстоянии менее 1000 км от Земли, испытывают значительное увеличение сопротивления атмосферы. Это сила, которая нарушает их орбиту и заставляет их падать к поверхности планеты.
Известные спутники в этом регионе включают Международную космическую станцию и созвездие Starlink. У этих спутников есть двигатели для противодействия этому эффекту, но эти исправления могут быть дорогостоящими.
На низкой околоземной орбите также находится множество университетских спутников, таких как Binar CubeSats. Кубические спутники редко оснащены инструментами, которые могут регулировать их высоту, поэтому они полностью зависят от космической погоды.
Что случилось с Бинаром?
Космическая программа Бинар — это программа спутниковых исследований, действующая на базе Университета Кертина. Целью проекта является улучшение нашего понимания Солнечной системы и снижение барьера для работы в космосе.
Программа начала работу со своим первым спутником «Бинар-1» в сентябре 2021 года. Это было менее чем через год после начала 25-го солнечного цикла, когда солнечная активность была относительно низкой.
В этих условиях десятисантиметровый кубический спутник стартовал на высоте 420 км и прожил на орбите полных 364 дня.
Последующие миссии программы — Бинар-2, 3 и 4 — представляли собой три спутника CubeSat одинакового размера. Однако ожидалось, что они продлятся примерно шесть месяцев из-за дополнительной площади поверхности за счет новых развертываемых солнечных батарей и прогнозируемого увеличения солнечной активности.
Вместо этого они прожили всего два месяца, прежде чем сгорели. Хотя миссии кубических спутников относительно дешевы, преждевременное завершение миссии всегда будет дорогостоящим. Это еще более справедливо для коммерческих спутников, что подчеркивает необходимость более точного прогнозирования космической погоды.
Хорошая новость: солнце снова успокоится. Несмотря на нынешнюю неожиданно высокую солнечную активность, она, вероятно, замедлится к 2026 году и, как ожидается, вернется к солнечному минимуму в 2030 году.
Хотя это не было явной целью миссии, космическая программа Бинар теперь наглядно продемонстрировала драматическое влияние солнечной активности на космические операции.
Хотя безвременная потеря Бинара-2, 3 и 4 была печальной, работа над будущими миссиями уже началась. Ожидается, что они отправятся в гораздо более благоприятную космическую погоду.
Информация от: Разговором
