Защо слънчевите геомагнитни бури унищожават спътници като SpaceX Starlink

Слънцето е в хибернация – но се събужда и през следващите няколко години може да видим повече сателити, повредени или унищожени от слънчеви бури, отколкото когато и да било преди.

SpaceX на Илон Мъск усеща щипката на тази слънчева заплаха тази седмица: компанията очаква да загуби почти пълната стойност на интернет сателитите на Starlink за стартиране, след като геомагнитна буря разруши земната атмосфера и изпрати около 40 от космическия кораб до ранна, огнена смърт.

Но тези бури не са необичайни, обясниха експерти по космическото време пред CNBC и се очаква да се влошат само през следващите няколко години. Слънцето стартира нов 11-годишен слънчев цикъл през декември 2019 г. и сега нараства до „слънчев максимум“, който се очаква да достигне през 2025 г.

„Причината, поради която [слънчевите бури] не са били голяма работа, е, че през последните три до четири години бяхме на това, което наричаме „слънчев минимум“,“ каза пред CNBC изследователят от Aerospace Corp Тамита Сков.

По-специално, скорошният слънчев минимум съвпада с огромен скок в броя на спътниците в ниска околоземна орбита. Около 4,000 малки спътника са били изстреляни през последните четири години, според анализ на Bryce Tech - като по-голямата част от тях работят в ниски орбити.

„Много от тези търговски начинания… не разбират колко значително космическото време може да повлияе на спътниците, особено на тези малки спътници“, каза Сков.

Геомагнитната буря идва от слънчевия вятър, генериран от слънчевата активност. Магнитният щит на Земята изхвърля енергията на слънчевата буря в горната атмосфера на нашата планета и я нагрява.

„Повечето хора наистина се наслаждават на това и дори не го осъзнават – защото това, на което се наслаждават, е полярно сияние“, каза Сков.

Националната океанска и атмосферна администрация измерва геомагнитните бури с нарастваща скала на тежест от G1 до G5. Бурята, която унищожи спътниците на Starlink миналата седмица, се очакваше да бъде G1, което Ерика Палмерио – изследовател в Predictive Science – обясни, че е едновременно незначителна и „доста често срещана“, случваща се до 1,700 пъти в 11-годишния слънчев цикъл. .

„G5 е екстремната буря и тези са много, много по-редки. Откриваме около четири от тях на цикъл“, каза Палмерио.

Палмерио подчерта, че бурята G5 е заплаха за неща като електрически мрежи или операции на космически кораби, но не и за хората.

„Няма рискове за хората на земята с тези бури“, каза Палмерио.

Страничният ефект от скока в атмосферната плътност е повишеното съпротивление на спътниците в ниска околоземна орбита, което може да намали орбитата на космическия кораб – или, в случая на спътниците на Starlink, да ги накара да влязат отново и да изгорят.

Повишената радиация на геомагнитните бури може също да повреди космически кораби, каза Палмерио, изгарящи инструменти или детектори на борда.

Сков подчерта, че сателитите на Starlink са „много малки“, но имат големи слънчеви панели за захранване, което по същество дава на всеки космически кораб „масивни“ парашути.

„Това беше нещо като тази рецепта за бедствие, когато ставаше дума за влачене“, каза Сков. „Някои от нас в общността на космическото време говорят за спътници на Starlink, които падат от небето от години – защото знаехме, че е само въпрос на време, веднага щом нашето слънце започне да се активира отново.

Освен това "гъбестата" атмосфера на Земята означава, че няма конкретна минимална височина в орбита, която да е безопасна, според Сков. Наскоро унищожените сателити на Starlink бяха на височина от 210 километра, след като току-що бяха изстреляни. Това е доста под 550-километровата височина, до която са издигнати останалите спътници на мрежата, но Сков каза, че "потенциалът за съпротивление" все още съществува в оперативната орбита на Starlink.

Сков и Палмерио подчертаха, че разрушенията поради геомагнитни бури се случват по-често, отколкото обикновено се смята, давайки примери от исторически слънчеви събития.

„През 1967 г. NORAD [Командването за аерокосмическа отбрана на Северна Америка] загуби връзка с половината от своя каталог от спътници поради слънчева буря“, каза Сков – събитие, което почти доведе до ядрена война.

Бурите през 1989 г. сринаха електрическата мрежа в Квебек, Канада, спряха търговията на фондовата борса в Торонто, причиниха неизправност на сензора на космическата совалка Discovery по време на полет и се счита за причина за изпадането на спътника Solar Maximum Mission от орбита.

„Аз само надрасквам повърхността“, каза Сков, добавяйки, че това засяга и GPS системите и сателитните телефони „през цялото време“.

Така наречените „Хелоуин бури от 2003 г.“ предизвикаха някои от най-мощните геомагнитни бури, регистрирани досега, като Палмерио каза, че повишената радиация е причинила унищожаването на научни инструменти в космоса, вариращи от орбитата на Земята до повърхността на Марс.

Основната разлика в настоящия слънчев цикъл в сравнение с предишния, който достигна своя връх през април 2014 г., е хилядите повече спътници в ниска околоземна орбита.

„Това е дивият, дивият запад“, каза Сков.