Симуляция солнечной бури: вызов для спутников и управления миссиями
Неудовлетворительная связь, сбои в электронике и риск столкновения. В первом командном центре ESA в Дармштадте команды столкнулись с ситуацией, не имеющей аналогов: солнечной бурей экстремальной силы. К счастью, этот апокалипсис произошел не в реальности, а в ходе симуляционной кампании для Sentinel-1D, исследующей границы операций спутников и готовности к космической погоде.
Перед каждым запуском ESA команды подготовки проходят строгую симуляционную фазу, в рамках которой отрабатываются первые минуты спутника в космосе и готовится командный центр к любым аномалиям. С середины сентября команды Центра управления космическими операциями ESA (ESOC) в Дармштадте осваивали симуляции для Sentinel-1D, намеченного на запуск 4 ноября 2025 года.
Чтобы смоделировать один из наиболее экстремальных сценариев, специалисты симуляции черпали вдохновение из infamous события Каррингтона 1859 года, самой сильной геомагнитной бури, когда-либо зафиксированной. Упражнение воспроизвело последствия катастрофической солнечной бури для операций спутников, чтобы протестировать способности команды реагировать без навигации спутника и в условиях серьезных электронных сбоев.
«Если такое событие произойдет, нет хороших решений. Главной задачей будет сохранить спутник и минимизировать ущерб насколько возможно», — говорит Томас Ормстон, заместитель менеджера по операциям спутников для Sentinel-1D.
Эта кампания включала редкую активацию Центра безопасности космической погоды ESA, открытого в 2022 году в рамках растущей приверженности ESA к безопасности в космосе. Офис по космическим обломкам ESA и менеджеры по операциям спутников других миссий ESA также присоединились к упражнению, чтобы повысить реалистичность, смоделировав воздействия и координацию между миссиями.
Удар по системам
22:20, и все идет по плану. После успешного запуска и отделения командный центр ожидает сигнала от спутника. Спустя несколько минут доходит шумное сообщение — что-то не так.
Спутник, как и другие в орбите, был поражен солнечным всплеском. Двигаясь со скоростью света, эта электромагнитная волна достигла нашей планеты всего через восемь минут после извержения с солнца. Команда симуляции моделировала огромный всплеск класса X45, с интенсивным рентгеновским и ультрафиолетовым излучением, нарушающим радиолокационные системы, связи и данные отслеживания. Функции навигации Galileo и GPS теперь отключены, а наземные станции, особенно в полярных регионах, потеряли возможности отслеживания из-за начала пиковой радиации.
Вскоре Землю поразила вторая волна — на этот раз состоящая из высокоэнергетических частиц, включая протоны, электроны и альфа-частицы. Эти частицы, разгоняясь до скоростей, близких к скорости света, достигли нашей планеты через 10-20 минут и начали нарушать электронику onboard с возможными сбоями и повреждениями.
«Солнечный всплеск удивил членов команды. Но как только они собрали свои мысли, они поняли, что отсчет времени начался. В ближайшие 10–18 часов корональная масса выброса поразит нашу планету, и им нужно быть готовыми,» — говорит Густаво Бальдо Карвальо, ведущий офицер симуляции Sentinel-1D.
Подготовка к неизбежному
Пятнадцать часов спустя, после солнечного всплеска, началась третья и самая разрушительная фаза: мощный корональный выброс — горячая плазма заряженных частиц — со скоростью до 2000 км/с ударила по Земле и вызвала катастрофическую геомагнитную бурю.
На земле красивейшие северные сияния были видны даже в Сицилии, в то время как буря разрушила электрические сети и вызвала повреждения из-за резких скачков электросейчас в длинных металлических структурах, таких как линии электропередач и трубопроводы.
В космосе спутники также испытывали трудности. Буря привела к увеличению нагрузки на спутники в низкой околоземной орбите, выталкивая их с привычных траекторий. Управляющие миссией столкнулись с множеством предупреждений о столкновениях с космическим мусором и другими космическими аппаратами.
«Если такая буря произойдет, сопротивление спутников может увеличиться на 400% с локальными пиками в плотности атмосферы. Это не только увеличивает риск столкновений, но и сокращает срок службы спутников из-за увеличенного расхода топлива для компенсации спада орбиты,» — говорит Хорхе Амайя, координатор моделирования космической погоды ESA.
Симуляция таких катастрофических явлений — это лишь начало. ESA entwickelt новые инфраструктуры для предсказания погодных явлений в космосе и проекты, такие как Vigil, которые начнутся в 2031 году.
В нашем Telegram‑канале, и группе ВК вы найдёте новости о непознанном, НЛО, мистике, научных открытиях, неизвестных исторических фактах. Подписывайтесь, чтобы ничего не пропустить.
