4 Minuten
Saulės aktyvumas ir perpildyta žemutinė orbita
Kosminė erdvė aplink Žemę vis sparčiau pildoma naujais palydovais, todėl mokslininkai itin atidžiai stebi, kaip sustiprėjęs saulės aktyvumas veikia palydovų saugumą ir jų eksploatavimo trukmę. Nauji tyrimai išskiria augančią problemą: stiprūs saulės audros paskatina SpaceX „Starlink“ palydovus dažniau ir greičiau patekti į Žemės atmosferą, o tai didina riziką dėl kosminių šiukšlių susidarymo.
Saulės maksimumo ciklas ir didžiulės palydovų konstelacijos
Saulės aktyvumas kinta apytikriai kas 11 metų – maksimalaus aktyvumo fazė, vadinama saulės maksimumu, išsiskiria gausiais saulės dėmėmis ir audromis. Pastaraisiais metais Saulė artėjo prie šios piko, todėl padaugėjo geomagnetinių audrų, kurios sutrikdo Žemės magnetinį lauką dėl saulės išsiveržimų. Tuo pačiu metu tūkstančiai naujų palydovų, ypač iš privačių projektų, tokių kaip „Starlink“ megakonstelacija, pildo žemutinę Žemės orbitą, sukeldami precedento neturinčius iššūkius dėl orbitos saugumo ir nuolaužų valdymo.
Nauji duomenys: saulės audrų įtaka „Starlink“ palydovų ilgaamžiškumui
NASA Goddardo kosminių skrydžių centro tyrėjų grupė, vadovaujama Denny Oliveira, analizavo „Starlink“ palydovų sugrįžimo į atmosferą tendencijas 2020–2024 m. laikotarpiu – kai stiprėjo dabartinis saulės ciklas ir artėjo 2024 m. spalis, prognozuojamas kaip saulės maksimumas. Tyrime taikyti pažangūs statistiniai metodai, siekiant nustatyti, kaip keičiasi palydovų nusileidimo greitis ir deceleracija aktyvaus saulės bei geomagnetinio aktyvumo metu.
Tyrėjų rezultatai rodo, kad geomagnetinės audros įkaitina ir išplečia viršutinę atmosferos dalį, taip padidindamos pasipriešinimą palydovams, pvz., „Starlink“. Dėl šio padidėjusio oro pasipriešinimo palydovai greičiau netenka aukščio ir jų penkių metų eksploatavimo trukmė žymiai sutrumpėja – per audras kartais net 10–12 dienų. Kaip komentavo dr. Oliveira portalui Gizmodo, „Geomagnetinis aktyvumas spartina orbitos irimo procesą, todėl palydovai anksčiau ir didesniu greičiu įžengia į atmosferą.“
Pasekmės palydovų saugumui ir kosminių šiukšlių grėsmei
Prarastas net 10–12 dienų palydovo valdymo laikotarpis yra reikšmingas, nes SpaceX sumažėja šansai kontroliuotai sugrąžinti „Starlink“ palydovus į atmosferą. Didesnis leistuvo greitis didina fragmentų, galinčių išgyventi nusileidimą – ypač aktualu kalbant apie palydovų saugumą ir kosminių šiukšlių riziką. Nors tradiciškai laikoma, jog didesnis įėjimo greitis skatina visišką degimą atmosferoje, Oliveira pirminiai duomenys rodo, kad „Starlink“ palydovams spartesnis nusileidimas reiškia ir mažiau laiko degti, taigi didesni fragmentai gali pasiekti Žemės paviršių.
Nors SpaceX inžinieriai projektuoja palydovus taip, kad jie visiškai sudegtų atmosferoje, pastarieji įvykiai įrodo, jog taip nutinka ne visada. Pavyzdžiui, 2024 m. Kanados Saskačevano provincijoje ant ūkininko žemės nukrito 2,5 kg „Starlink“ fragmentas, apie ką skelbė „New Scientist“. SpaceX pripažįsta teoriškai galimą nuolaužų pasiekimą žemę, tačiau pabrėžia, kad rizika žmonėms, lėktuvams ar laivams išlieka itin maža.
Statistiniai pokyčiai ir auganti palydovų populiacija
Harvardo universiteto astronomas Jonathan McDowell pažymi, kad šiuo metu orbitoje yra daugiau nei 7500 „Starlink“ palydovų, o per artimiausius metus šis skaičius turėtų viršyti 42 000. Didėjantis palydovų grįžimų į atmosferą dažnis sparčiai pereina nuo kartą per savaitę prie beveik kasdienio. Denny Oliveira pabrėžia: „Pirmą kartą istorijoje matome tiek daug palydovų vienu metu orbitoje. Saulės aktyvumo poveikio jų gyvavimo trukmei ir sugrįžimo elgsenai analizė tampa labai svarbi.“
Pagrindinės išvados ir ateities perspektyvos
Preprintinėje arXiv publikacijoje (šiuo metu laukiama recenzavimo) išdėstytas tyrimas akcentuoja būtinybę rinkti daugiau duomenų apie kosminių oro sąlygų ir palydovų sąveiką. Viršutinės atmosferos išsiplėtimas ir įšilimas geomagnetinių audrų metu ne tik trumpina žemutinės Žemės orbitos palydovų eksploatavimo trukmę, bet ir apsunkina susidūrimų prevenciją bei sugrįžimų valdymą. Padidėjęs atmosferos pasipriešinimas taip pat prisideda prie nuolaužų patekimo žemė rizikos ir sunkiau nuspėjamų situacijų.
Ekspertai rekomenduoja į palydovų valdymo strategijas įtraukti realaus laiko kosminių oro sąlygų stebėseną ir prognozavimo modelius. Didėjant palydovų megakonsteliacijų skaičiui, būtini pažangūs stebėsenos ir rizikos valdymo sprendimai siekiant apsaugoti orbitalinę aplinką, užkirsti kelią susidūrimams ir sumažinti pavojingų nuolaužų kiekį.
Išvada
Žmonijai vis intensyviau užpildant žemutinę Žemės orbitą palydovais, saulės aktyvumo ir geomagnetinių audrų poveikio palydovų ilgaamžiškumui bei sugrįžimo elgesiui supratimas tampa pagrindiniu prioritetu kosmoso pramonei ir reguliavimo institucijoms. Oliveira ir bendraautorių tyrimas pabrėžia sudėtingą bei dinamišką saulės audrų ir orbitinių palydovų santykį, ragindamas ieškoti lanksčių rizikos valdymo sprendimų tvariam ir saugiam kosmoso naudojimui ryšiams, tyrimams bei pasauliniam susietumui užtikrinti.
Kommentare