4 Minutės
Saulės audros ir Starlink palydovų likimas
SpaceX Starlink palydovų tinklas pastaruoju metu fiksuoja ženklų padidėjusių palydovų deorbitų skaičių, tiesiogiai susijusį su sustiprėjusia Saulės aktyvumo faze. Naujas mokslinis tyrimas, vadovaujamas dr. Denny Oliveira iš NASA Godardo kosminių skrydžių centro, atskleidžia ryšį tarp šiuo metu vykstančio Saulės maksimumo ir Starlink palydovų sugrįžimo į Žemės atmosferą tempo. Šie rezultatai suteikia vertingų naujų įžvalgų apie tai, kaip Saulės aktyvumas veikia žemoje Žemės orbitoje (ŽŽO) veikiančias palydovų grupes.
Saulės ciklo esmė
Saulė natūraliai keičia savo aktyvumą kas 11 metų, šiuos pokyčius žymi magnetinės veiklos svyravimai. Ciklui artėjant prie piko, daugėja Saulės dėmių, stiprių žybsnių ir vainikinių masės išmetimų (CME), ir šie reiškiniai pasiekia maksimumą Saulės maksimumo periode. 25-asis Saulės ciklas, prasidėjęs 2019 m., pasižymėjo stipresniu nei tikėtasi Saulės aktyvumu bei audromis, kurios sukelia tiek išraiškingesnius pašvaistės reiškinius, tiek turi įtakos palydovų infrastruktūrai.
Saulės aktyvumo poveikis Žemės atmosferai
Intensyvėjant Saulės aktyvumui, jos išskiriamos dalelės ir energija veikia viršutinius Žemės atmosferos sluoksnius. Šie poveikiai ne tik sukuria įspūdingus auroros reiškinius, bet ir pašildo bei plečia aukštutinę atmosferą. Padidėjus tankiui tame aukštyje, kuriame veikia Starlink palydovai, išauga ir atmosferinis pasipriešinimas. Dėl to žemosios Žemės orbitos (LEO) palydovai turi daugiau naudoti kuro, kad išlaikytų savo orbitą – kitaip rizikuoja prarasti aukštį ir anksčiau re-, enteri.
Starlink – natūrali laboratorija orbitaliam nykimui tirti
Nuo 2019 metų SpaceX paleido daugiau nei 8 800 Starlink palydovų, šiuo metu veikia tūkstančiai. Šie analogų neturintys mastai tyrėjams suteikė unikalią galimybę analizuoti, kaip palydovų konstelacijoms poveikį daro Saulės sukeliamas orbitinis pasipriešinimas realiomis sąlygomis.
2020–2024 m. Oliveira komanda užfiksavo 523 Starlink palydovų sugrįžimus. Tyrimo rezultatai rodo aiškią tendenciją: stiprėjant Saulės aktyvumui, ženkliai išaugo ir Starlink palydovų deorbitų skaičius. Kaip pažymi tyrėjai, „galime aiškiai parodyti, jog dabartinio Saulės ciklo intensyvi veikla jau dabar turi didelį poveikį Starlink sugrįžimams“.
Išsamiau apie palydovų sugrįžimus
Pirmieji du Starlink palydovai dėl suaktyvėjusio atmosferinio pasipriešinimo sugrįžo 2020 m. Padidėjus Saulės aktyvumui, situacija ryškiai kito: 2021 m. sugrįžo 78, 2022 m. – 99, 2023 m. – 88, o 2024 m. šis skaičius išaugo net iki 316. Tyrėjai analizavo sugrįžimus pagal geomagnetines sąlygas – matuojant, kaip tuo metu Saulės audros veikė Žemę supančią erdvę. Netikėtai apie 72 % sugrįžimų įvyko esant silpnesnio geomagnetinio aktyvumo sąlygoms, o ne stiprių audrų metu.
Mokslininkai nustatė, kad daugelį palydovų nulėmė ne staigios audros, o nuolatinis, ilgalaikis atmosferinis pasipriešinimas per kelis mėnesius. Tuo tarpu palydovai, sugrįžę stiprių Saulės audrų metu, prarado orbitą gerokai greičiau. Abu veiksniai turi būti įtraukti į būsimų palydovų misijų planavimą.
Poveikis palydovų dizainui ir ateities misijoms
Šie rezultatai tampa tiek įspėjamuoju signalu, tiek galimybe vis augančioms komercinėms ir mokslinėms palydovų konstelacijoms. Dėl savo masto Starlink padeda tobulinti Saulės ciklo ir orbitalinio suirimo sąsajų modelius. „Tai istoriškai svarbus etapas palydovų tyrimuose – niekada Žemės orbitoje nebuvo tiek daug palydovų, o Saulės aktyvumas – toks aukštas“, – teigia tyrėjai.
Naudojant tikslius, aukštos raiškos duomenis apie Starlink orbitos aukščio, greičio ir kitų parametrų pokyčius, mokslininkai kuria patikimesnius pasipriešinimo modelius įvairių geomagnetinių įvykių metu. Geresnės prognozės bei operatyvus palydovų valdymas ateityje gali sumažinti ankstyvų deorbitų ir susidūrimų riziką, taip apsaugant nuo galimų kosminių nuolaužų grandininių reakcijų (Kessler sindromo).
Ateities perspektyvos: kuriantis aktyviai Saulei
Kol Saulės aktyvumas artėja prie viršūnės, išsamus ryšio tarp kosminių orų ir palydovų sugrįžimų supratimas išliks itin aktualus. Dr. Oliveira ir kolegų tyrimas ne tik praplečia žinias apie Saulės fiziką bei jos įtaką dirbtiniams palydovams, bet ir padeda kuriant pažangias palydovų projektavimo bei valdymo strategijas. Nuolatiniai tyrimai bus labai svarbūs siekiant apsaugoti kosminius išteklius ir užtikrinti patikimas Žemės stebėjimo bei palydovinio interneto paslaugas nepaisant neprognozuojamų Saulės pokyčių.
Išvados
Beprecedentis Starlink palydovų sugrįžimų augimas aiškiai parodo, kokį poveikį šiuolaikinėms palydovų konstelacijoms daro Saulės aktyvumas. Didėjant žmogaus veiklai žemojoje Žemės orbitoje, suprasti Saulės ciklų vaidmenį palydovų stabilumui tampa svarbiau nei bet kada. Tokie išsamūs tyrimai su gausiais Starlink duomenimis padeda patobulinti prognozių tikslumą ir pagerinti kosmoso saugumą bei tvarumą ateities misijoms.
Komentarai