Введение в проблему
Прямо сейчас Солнце демонстрирует невероятную активность, которая значительно превышает прежние прогнозы, и за это расплачиваются небольшие спутники. На прошлой неделе три миниатюрных австралийских спутника из космической программы Бинар Университета Кертина сгорели в атмосфере Земли. Это событие не стало неожиданностью, ведь название "Бинар" переводится как «огненный шар» на языке нунгар коренных народов Перта.
Как это происходит?
Когда спутник находится на низкой околоземной орбите (2000 км или менее), он сталкивается с орбитальным снижением, постепенно приближаясь к поверхности и в конечном итоге сгорая. Однако эти кубические спутники (CubeSats), известные как Binar-2, 3 и 4, вошли в атмосферу гораздо раньше, чем ожидалось. Они проработали всего два месяца — треть от запланированного срока. Это значительно сократило время для научных исследований и тестирования новых систем.
Причина их преждевременной гибели? Наша звезда активизировалась, и спутники Бинар — далеко не единственные жертвы. Последние всплески солнечной активности стали неожиданной головной болью для операторов спутников за последние несколько лет, и эта проблема продолжает нарастать.
Почему Солнце так активно?
Солнечная активность включает в себя такие явления, как солнечные пятна, солнечные вспышки и солнечный ветер — поток заряженных частиц, направляющийся к Земле. Эта активность обусловлена постоянно меняющимся магнитным полем Солнца, которое полностью переворачивается примерно каждые 11 лет. В середине этого цикла солнечная активность достигает своего пика.
Хотя этот цикл известен, предсказать конкретные уровни солнечной активности сложно — динамика крайне сложна, а методы прогнозирования находятся на начальной стадии развития. За последние месяцы показатели солнечной активности более чем в полтора раза превысили прогнозы для этой точки текущего цикла, обозначенного как 25-й солнечный цикл.
Влияние космической погоды
Космическая погода относится к экологическим эффектам, возникающим за пределами нашей атмосферы (в основном от Солнца). Она влияет на нас на Земле различными заметными и незаметными способами. Одним из наиболее очевидных эффектов являются полярные сияния. В последние месяцы они наблюдались гораздо интенсивнее и ближе к экватору, чем за последние два десятилетия, что является прямым следствием возросшей солнечной активности.
Однако космическая погода также создает дополнительные проблемы для спутников и их операторов. Более высокая солнечная активность означает больше солнечных вспышек и более сильный солнечный ветер, что приводит к увеличению потока заряженных частиц, способных повредить или вывести из строя электрические компоненты на спутниках.
Что произошло с Бинаром?
Программа Binar Space Program — это исследовательская программа спутников, работающая в Университете Кертина. Она направлена на углубление наших знаний о солнечной системе и снижение барьеров для работы в космосе. Программа начала свою работу с первого спутника «Binar-1» в сентябре 2021 года. Это произошло менее чем через год после начала 25-го солнечного цикла, когда солнечная активность была относительно низкой.
В этих условиях кубический спутник размером 10 сантиметров стартовал с высоты 420 км и продержался на орбите полных 364 дня. Однако последующие миссии программы — Binar-2, 3 и 4 — должны были прослужить около шести месяцев из-за дополнительной площади поверхности от новых развертываемых солнечных батарей и прогнозируемого увеличения солнечной активности. Вместо этого они сгорели всего через два месяца.
Хотя миссии кубических спутников относительно дешевы, преждевременное завершение миссии всегда будет дорогостоящим. Это особенно актуально для коммерческих спутников, что подчеркивает необходимость более точного прогнозирования космической погоды.
Заключение
Хорошая новость заключается в том, что Солнце снова успокоится. Несмотря на текущую неожиданно высокую солнечную активность, она вероятно замедлится к 2026 году и ожидается возвращение к солнечному минимуму к 2030 году. Хотя это не было явной целью миссии, космическая программа «Бинар» продемонстрировала драматическое влияние солнечной активности на космические операции. Несмотря на потерю Binar-2, 3 и 4, работа над будущими миссиями уже началась с надеждой на более стабильные условия в космосе.
По материалам Университет Кейс Вестерн Резерв