Работа спутниковых систем, включая GPS, может нарушаться из-за солнечной активности, так как радиоволны меняют свое направление при переходе из одной среды в другую с различными оптическими плотностями. Статья об этом вышла в «Вестнике НовГУ». Исследователи рассмотрели зависимость между активностью Солнца, изменениями в верхних слоях атмосферы и качеством связи.
Авторы работы — курсант Государственного морского университет имени адмирала Ушакова Полина Писарева и кандидат технических наук Елена Сюсюка.
По словам учёных, солнечные вспышки оказывают влияние на околоземное космическое пространство и оболочку Земли. Они относятся к сильным проявлениям солнечной активности. Воздействие на магнитосферу Земли провоцирует магнитные возмущения, при этом возрастает уровень ионизации атмосферы. Возмущения в ионосфере оказывают негативное влияние на распространение радиоволн различных частотных диапазонов. Ионосфера – верхняя область атмосферы на высоте от 200 до 1000 километров над Землей, атмосферные газы в ней частично или полностью находятся в состоянии ионов.
— При прохождении через ионосферу сигналы GPS взаимодействуют с ионизированной плазмой, что вызывает эффекты, подобные преломлению света в оптике, — рассказали авторы. — В результате изменяется скорость распространения сигнала, возникают искажения в GPS сигнале, что может повлиять на точность определения местоположения приемника.
Солнечные вспышки и корональные выбросы массы от Солнца могут генерировать направленные потоки заряженных частиц и магнитные поля, которые взаимодействуют с магнитосферой Земли, вызывая геомагнитные бури. Каждая геомагнитная буря является уникальным явлением, которому могут быть свойственны различные характеристики.
По словам учёных, 5 ноября 2023 года в южных регионах России наблюдалось полярное сияние. Оно было вызвано магнитной бурей интенсивности G2, которая усилилась до G3 к вечеру. G3 означает «сильно» по шкале мониторинга из пяти показателей: G5 — экстремально сильно, G1 — слабо. Очевидцы отмечали что, вечернее небо резко окрасилось в насыщенный красный цвет, иногда с вкраплениями зеленого. Продолжалось явление около 10 минут, после чего свечение постепенно начинало тускнеть.
— Сообщения о полярном сиянии поступали из Таганрога, Горячего Ключа, Апшеронского района, станиц Петровской и Черноерковской, — пояснили авторы. — В Краснодаре и других крупных населенных пунктах его видно не было из-за городского светового излучения. Полярное сияние является результатом взаимодействия заряженных частиц, выброшенных Солнцем, с магнитосферой Земли. Эти потоки частиц вызывают свечение в верхних слоях атмосферы. Появление северного сияния на юге, включая российские территории, может быть связано с очень активным возмущением магнитосферы Земли в определенных атмосферных условиях. Анализ состояния магнитосферы показал, что солнечная активность в период с 16 часов дня 5 ноября по 12 часов 6 ноября вызвала магнитную бурю класса G3. В течение 6 ноября магнитосфера оставалась в возбужденном состоянии. С 7 ноября магнитосфера спокойна. Результаты исследования показали, что на главной фазе магнитной бури при максимальной возмущенности геомагнитного поля происходило учащение сбоев навигационного сигнала.
Исследование проводилось с помощью различных методов: анализа способов обнаружения солнечных вспышек, изучения ионограмм, то есть графиков отражения высокочастотных радиосигналов, которые отправляют специализированные радиолокаторы, а также обработки данных с использованием компьютерных программ. Данные для анализа Солнечной активности получены на сайте Лаборатории солнечной астрономии и гелиофизического приборостроения Института космических исследований Российской академии наук и Института солнечно-земной физики Сибирского отделения РАН.
— Качество работы GPS в условиях магнитных бурь снижается, — сообщили авторы. — По результатам анализа было доказано, что точность GPS-навигации ухудшается во время магнитных бурь. Наибольшие проблемы возникают в пик магнитной бури, когда геомагнитное поле наиболее нестабильно — в этот промежуток времени чаще всего происходят сбои сигнала.
