Zakaj sončne geomagnetne nevihte uničijo satelite, kot je SpaceX Starlink

Sonce prezimuje – vendar se prebuja in v naslednjih nekaj letih bo sončnih neviht morda poškodovanih ali uničenih več satelitov kot kdaj koli prej.

SpaceX Elona Muska ta teden občuti ščepec te sončne grožnje: družba pričakuje, da bo izgubila skoraj celotno vrednost internetnih satelitov Starlink, potem ko je geomagnetna nevihta motila Zemljino atmosfero in poslala približno 40 vesoljskih plovil v zgodnji, ognjevit propad.

Toda te nevihte niso neobičajne, so za CNBC pojasnili strokovnjaki za vesoljsko vreme in naj bi se v naslednjih nekaj letih le še poslabšali. Sonce je decembra 11 začelo nov 2019-letni sončni cikel in zdaj narašča do "sončnega maksimuma", ki naj bi dosegel leta 2025.

"Razlog, zakaj [sončne nevihte] niso bile velikega pomena, je v tem, da smo bili v zadnjih treh do štirih letih na tistem, čemur pravimo 'sončni minimum'," je za CNBC povedala raziskovalka Aerospace Corp Tamitha Skov.

Predvsem nedavni sončni minimum sovpada z ogromnim porastom števila satelitov v nizki zemeljski orbiti. Glede na analizo Bryce Tech je bilo v zadnjih štirih letih izstreljenih približno 4,000 majhnih satelitov – velika večina teh je delovala v nizkih orbitah.

"Veliko teh komercialnih podvigov ... ne razume, kako pomembno lahko vesoljsko vreme vpliva na satelite, zlasti na te majhne satelite," je dejal Skov.

Geomagnetna nevihta izvira iz sončnega vetra, ki ga ustvarja sončna aktivnost. Zemljin magnetni ščit odlaga energijo sončne nevihte v zgornjo atmosfero našega planeta in jo segreva.

"Večina ljudi res uživa v tem, pa se tega niti ne zavedajo – ker uživajo v polarnem siju," je dejal Skov.

Nacionalna uprava za oceane in atmosfero meri geomagnetne nevihte na vse večji lestvici resnosti od G1 do G5. Neurje, ki je prejšnji teden uničilo satelite Starlink, je bilo pričakovati G1, kar je Erika Palmerio, raziskovalka pri Predictive Science – pojasnila, da je manjša in »precej pogosta«, saj se je zgodila kar 1,700-krat v 11-letnem sončnem ciklu. .

»G5 je ekstremna nevihta in ti so veliko bolj redki. Najdemo jih približno štiri na cikel," je dejal Palmerio.

Palmerio je poudaril, da je nevihta G5 grožnja stvarem, kot so električna omrežja ali operacije vesoljskih plovil, ne pa ljudem.

"S temi nevihtami ni tveganja za ljudi na tleh," je dejal Palmerio.

Stranski učinek skoka gostote atmosfere je povečan upor satelitov v nizki zemeljski orbiti, kar lahko zmanjša orbito vesoljskega plovila – ali, v primeru satelitov Starlink, povzroči, da ponovno vstopijo in izgorejo.

Povečano sevanje geomagnetnih neviht lahko poškoduje tudi vesoljska plovila, je dejal Palmerio, ki zažigajo instrumente ali detektorje na krovu.

Skov je poudaril, da so sateliti Starlink "zelo majhni", vendar imajo velike sončne celice za napajanje, kar daje vsakemu vesoljskemu plovilu "masivna" padala.

"To je bil nekakšen recept za katastrofo, ko je šlo za vleko," je dejal Skov. "Nekateri izmed nas v vesoljski vremenski skupnosti že leta govorijo o satelitih Starlink, ki padajo z neba - ker smo vedeli, da je le vprašanje časa, ko bo naše sonce spet začelo delovati."

Poleg tega zemeljska "gobasta" atmosfera pomeni, da v orbiti ni določene minimalne višine, ki bi bila varna, pravi Skov. Nedavno uničeni sateliti Starlink so bili pravkar izstreljeni na višini 210 kilometrov. To je precej pod nadmorsko višino 550 kilometrov, na katero so dvignjeni preostali sateliti omrežja, vendar je Skov dejal, da "potencial upora" še vedno obstaja v operativni orbiti Starlink.

Skov in Palmerio sta poudarila, da se uničenje zaradi geomagnetnih neviht dogaja pogosteje, kot se običajno misli, pri čemer sta navedla primere iz zgodovinskih sončnih dogodkov.

"Leta 1967 je NORAD [Severnoameriško poveljstvo za zračno vesoljsko obrambo] izgubilo povezavo s polovico svojega kataloga satelitov zaradi sončne nevihte," je dejal Skov - dogodek, ki je skoraj pripeljal do jedrske vojne.

Neurja leta 1989 so uničila električno omrežje v Quebecu v Kanadi, ustavila trgovanje na borzi v Torontu, povzročila okvaro senzorja na Space Shuttle Discoveryju med letom in je pripisana kot vzrok za padec satelita Solar Maximum Mission iz orbite.

"Praskam samo po površini," je dejal Skov in dodal, da to vpliva tudi na sisteme GPS in satelitske telefone "ves čas."

Tako imenovane "nevihte za noč čarovnic iz leta 2003" so povzročile nekatere najmočnejše geomagnetne nevihte, zabeležene do zdaj, pri čemer je Palmerio dejal, da je povečano sevanje povzročilo uničenje znanstvenih instrumentov v vesolju od Zemljine orbite do površine Marsa.

Glavna razlika v trenutnem sončnem ciklu v primerjavi s prejšnjim, ki je dosegel vrhunec aprila 2014, je več tisoč satelitov v nizki Zemljini orbiti.

"To je divji, divji zahod," je dejal Skov.