Оказывается, наша звезда влияет на Землю еще сильнее, чем думали раньше. Новые расчеты показали: когда Солнце особенно активно, на нашу планету падает больше космического мусора. Это открытие очень важно для спутников, которые работают на орбите.
В периоды высокой активности Солнца космический мусор чаще падает на Землю. К такому выводу пришли индийские ученые, которые изучили данные за 36 лет наблюдений. Об этом пишет издание Frontiers.
У Солнца есть свой ритм — цикл активности длится примерно 11 лет. В активные периоды на поверхности звезды появляется больше пятен, а значит, усиливается ультрафиолетовое излучение и поток заряженных частиц — ядер гелия и тяжелых ионов.
Когда солнечный ветер набирает силу (например, последний пик был в конце 2024 года), его излучение нагревает и расширяет термосферу Земли. Этот слой атмосферы находится на высоте от 100 до 1000 км, а температура там может достигать от 500 до 2500 °C. В результате атмосфера становится плотнее даже на высотах от 350 до 36 000 км. Эта более плотная среда начинает сильнее тормозить объекты на орбите, из-за чего они быстрее теряют высоту и падают на Землю.
Чтобы проверить эту связь, ученые проследили путь 17 фрагментов космического мусора на низкой околоземной орбите с 1960-х годов. Эти обломки делают полный оборот вокруг Земли за 90−120 минут на высоте от 600 до 800 км и пока не вошли в атмосферу. Данные о движении этих объектов сравнили с графиком солнечной активности.
Выяснилось: когда число солнечных пятен превышает две трети от максимума, начинается резкий рост скорости падения космического мусора.
Это открытие важно для расчета траекторий не только мусора, но и спутников — ведь им нужно избегать столкновений с обломками. Ученые считают, что их выводы справедливы для любых объектов на орбите: работающие спутники тоже замедляются и теряют высоту быстрее.
Наши результаты показывают, что когда солнечная активность превышает определенные уровни, спутники — подобно космическому мусору — теряют высоту быстрее, поэтому требуется больше коррекций орбиты. Это напрямую влияет на то, как долго спутники остаются на орбите и сколько топлива им нужно, особенно для миссий, запускаемых вблизи солнечного максимума. Айша М. Ашруф, инженер из Лаборатории космической физики Космического центра имени Викрама Сарабхаи.
Почему это важно для всех?
Казалось бы, космический мусор и солнечные пятна — тема только для ученых. Но на самом деле это касается каждого. Современные технологии держатся на спутниках: интернет, навигация, прогнозы погоды, связь — все это зависит от их стабильной работы.
Если Солнце «разгоняет» падение мусора и тормозит спутники, это значит, что инженерам приходится тратить больше топлива на поддержание орбиты. А это увеличивает стоимость запусков и может сократить срок службы спутников. В итоге это может отразиться на стоимости услуг для обычных людей.
Кроме того, чем больше мусора падает на Землю, тем выше (пусть и очень незначительно) риск, что какой-то крупный обломок достигнет поверхности. Хотя большинство фрагментов сгорает в атмосфере, крупные объекты все же могут представлять опасность.
Как это работает?
Давайте разберем процесс по шагам:
- Солнечный максимум. На Солнце появляется много пятен, оно выбрасывает больше энергии и заряженных частиц.
- Нагрев атмосферы. Эта энергия достигает Земли и разогревает верхние слои атмосферы — термосферу.
- Расширение атмосферы. Разогретый газ расширяется и становится плотнее даже на высотах, где обычно почти вакуум.
- Торможение. Любой объект на орбите (будь то старый спутник или кусок мусора), попадая в эту более плотную среду, испытывает сопротивление, как самолет в воздухе.
- Падение. Из-за этого сопротивления объект теряет скорость и начинает снижаться по спирали, пока не войдет в плотные слои атмосферы и не сгорит (или не упадет).
Что дальше?
Теперь ученым и инженерам придется учитывать этот фактор при планировании космических миссий. Особенно важно это для спутников на низких орбитах — именно там влияние солнечной активности проявляется сильнее всего.
Возможно, в будущем появятся новые технологии для очистки орбиты от мусора или более экономичные способы поддержания орбиты спутников. А пока остается следить за Солнцем и надеяться, что оно не преподнесет новых сюрпризов.