Što je aktivnost Sunca jača, to brže svemirski otpad pada na Zemlju

Sunčeve emisije prave aerodinamični otpor za svemirski otpor u orbiti Zemlje. Na osnovu istorijskih merenja rađenih tokom 36 godina, istraživači su utvrdili da svemirski otpad počinje da pada znatno brže kada aktivnost Sunca tokom solarnog ciklusa dostigne približno 67% svog solarnog maksimuma. Očekuje se da će ovaj rezultat važiti i za satelite koji održavaju svoju poziciju, što je važno za bolje planiranje svemirskih misija radi izbegavanja sudara, piše Phys.org.

Niska Zemljina orbita (LEO), na visini između 400 i 2.000 km, idealna je za satelite za snimanje i nadzor, kao i za internet mega sazvežđa poput Starlinka. Nažalost, ona je danas pretrpana „otpadom“ poput delova starih satelita i ostataka raketa, što ugrožava nova lansiranja. Na primer, čak i samo jedan sudar može proširiti štetu putem domino efekta. Pošto su misije za hvatanje svemirskog otpada pomoću robota još u povoju, naučnici se uglavnom fokusiraju na preciznije praćenje ostataka kako bi identifikovali najopasnije objekte za buduće uklanjanje.

Preporučujemo

- Ovde pokazujemo da svemirski otpad oko Zemlje gubi visinu mnogo brže kada je Sunce aktivnije - izjavila je Ajiša M. Ašruf, naučnica i inženjerka u Laboratoriji za fiziku svemira u Svemirskom centru Vikram Sarabhai u Indiji i vodeći autor nove studije objavljene u žurnalu Frontiers in Astronomy and Space Sciences.

- Prvi put smo otkrili da, čim sunčeva aktivnost pređe određeni nivo, ovaj gubitak visine postaje primetno brži. Očekuje se da će ovo zapažanje biti ključno za planiranje održivih svemirskih operacija u budućnosti – dodala je ona.

Sunčeve emisije uključuju UV zračenje i naelektrisane čestice, kao što su jezgra helijuma i teški joni. Kada ovaj odlazni tok dostigne vrhunac, kao što je bio slučaj krajem 2024. godine, emisije zagrevaju i šire Zemljinu termosferu (koja se nalazi između približno 100 i 1.000 km visine, sa temperaturama između 500 i 2.500 stepeni). To zauzvrat povećava gustinu atmosfere oko tela u orbiti (između 350 i 36.000 kilometara) i povećava aerodinamični otpor koji deluje na njih, čime ih usporava i tera da brže padaju.

Ajiša i njene kolege sa istog instituta pratili su istorijske putanje 17 komada svemirskog otpada u niskoj Zemljinoj orbiti tokom perioda od 36 godina počevši od 1960-ih, od 22. do 24. solarnog ciklusa. Ovi objekti obiđu Zemlju svakih 90 do 120 minuta na visini između 600 i 800 km, i još nisu ponovo ušli u atmosferu, gde će na kraju sagoreti.

Pošto svemirski otpad ne vrši aktivne manevre održavanja položaja kao što to rade sateliti, promene u brzini njihovog spuštanja („orbitalno propadanje“) zavise isključivo od varijacija u gustini termosfere.

- To čini svemirski otpad odličnim alatom za praćenje dugoročnog efekta sunčeve aktivnosti na atmosferski otpor - napisali su autori.

Naučnici su povezali ove putanje sa dugoročnim podacima iz Nemačkog istraživačkog centra za geonauke u Potsdamu, koji prati broj sunčevih pega i dnevne promene u radio i ekstremnom ultraljubičastom (EUV) zračenju Sunca.

Rezultati su pokazali da kada je broj sunčevih pega veći od dve trećine maksimalnog broja, svemirski otpad prelazi „granicu tranzicije“ - prag iznad kojeg počinje da pada mnogo brže.

- Ovaj prag ne izgleda kao da je vezan za fiksnu vrednost sunčevog zračenja, već pre za to koliko je Sunce blizu vrhuncu svoje aktivnosti. Oko ove tačke Sunce proizvodi intenzivnije EUV zračenje, što može biti uzrokovano promenama u solarnim procesima koji jačaju blizu vrhunca - rekla je Ašrufova.

Autori naglašavaju da se očekuje da će njihovi rezultati pomoći svemirskim naučnicima da bolje planiraju putanje satelita, izbegavajući sudare sa svemirskim otpadom.

- Naši rezultati ukazuju na to da kada sunčeva aktivnost pređe određene nivoe, sateliti, baš kao i svemirski otpad, brže gube visinu, pa je potrebno više korekcija orbite. To direktno utiče na to koliko dugo sateliti ostaju u orbiti i koliko im je goriva potrebno, posebno za misije lansirane blizu solarnog maksimuma - objasnila je Ajiša Aštruf i dodala:

- Ono što je najzanimljivije jeste da sve ove informacije dolaze od objekata lansiranih još šezdesetih godina prošlog veka. Oni i dalje doprinose nauci, služeći kao dragoceni alati za proučavanje dugoročnih efekata sunčeve aktivnosti na termosferu.

(Telegraf Nauka/Phys.org)