В начале ноября три крошечных австралийских спутника, созданных в рамках космической программы «Бинар» Университета Кертина, сгорели в атмосфере Земли. Это всегда должно было случиться. На самом деле Бинар означает «огненный шар» на языке нунгаров — первых народов Перта. Когда спутник находится на низкой околоземной орбите (2000 км или меньше), он испытывает орбитальный распад, приближаясь все ближе и ближе к поверхности, и в конце концов сгорает.
Но эти кубические спутники (CubeSats), известные как Бинар-2, 3 и 4, вошли в атмосферу гораздо раньше, чем планировалось изначально. Они проработали всего два месяца — треть от того, что ожидалось. Это значительно сократило ценное время для научных исследований и тестирования новых систем. Причина их безвременной кончины? Наше Солнце перешло на высокие обороты, и спутники Binar — далеко не единственная жертва. Недавняя высокая солнечная активность стала неожиданной головной болью для операторов спутников в последние несколько лет, и она только усиливается.
Почему Солнце так активно?
Солнечная активность включает в себя такие явления, как солнечные пятна, солнечные вспышки и солнечный ветер — поток заряженных частиц, несущийся к Земле. Эта активность — результат постоянно меняющегося магнитного поля Солнца, которое примерно раз в 11 лет полностью меняется. В середине этого цикла солнечная активность достигает максимума. Хотя этот цикл известен, конкретную солнечную активность предсказать сложно — динамика сложна, а прогнозирование солнечной активности находится в зачаточном состоянии.
В последние несколько месяцев показатели солнечной активности более чем в полтора раза превышали прогнозы для этой точки текущего цикла, обозначенного как солнечный цикл 25.
Влияние космической погоды
Космическая погода — это воздействие на окружающую среду, которое происходит из-за пределов нашей атмосферы (в основном от Солнца). Она влияет на нас на Земле различными заметными и незаметными способами. Самый очевидный — это наличие авроров. В последние несколько месяцев авроры были видны гораздо интенсивнее и ближе к экватору, чем в последние два десятилетия. Это прямой результат повышенной солнечной активности. Космическая погода, и в частности солнечная активность, также создает дополнительные проблемы для спутников и спутниковых операторов.
Повышенная солнечная активность означает увеличение количества солнечных вспышек и усиление солнечного ветра, что приводит к увеличению потока заряженных частиц, которые могут повредить или вывести из строя электрические компоненты на спутниках. Это также означает повышение уровня ионизирующего излучения, что приводит к увеличению дозы облучения астронавтов и пилотов и потенциальным нарушениям дальней радиосвязи.
Но для спутников на низкой околоземной орбите наиболее постоянным эффектом солнечной активности является то, что дополнительная энергия поглощается внешней атмосферой, что приводит к ее раздуванию. В результате все спутники, находящиеся на расстоянии менее 1 000 км от Земли, испытывают значительное увеличение атмосферного сопротивления. Это сила, которая нарушает их орбиту и заставляет падать к поверхности планеты.
Среди спутников в этой области можно отметить Международную космическую станцию и группировку Starlink. Эти спутники оснащены двигателями для противодействия этому эффекту, но эти коррекции могут быть дорогостоящими. На низкой околоземной орбите также находится множество университетских спутников, таких как Binar CubeSats. Кубические спутники редко оснащаются инструментами, позволяющими регулировать их высоту, поэтому они полностью зависят от космической погоды.
Что случилось с Бинаром?
Космическая программа «Бинар» — это программа спутниковых исследований, осуществляемая Университетом Кертина. Она направлена на углубление нашего понимания Солнечной системы и снижение барьера для работы в космосе. Программа начала работу со своим первым спутником, Бинар-1, в сентябре 2021 года. Это произошло менее чем через год после начала 25-го солнечного цикла, когда солнечная активность была относительно низкой.
В таких условиях спутник в виде десятисантиметрового куба стартовал с высоты 420 км и продержался на орбите целых 364 дня. Последующие миссии программы — «Бинар-2, 3 и 4» — представляли собой три одинаковых по размеру CubeSat. Однако ожидалось, что они проработают около шести месяцев благодаря дополнительной площади поверхности новых развертываемых солнечных батарей и прогнозируемому росту солнечной активности.
Вместо этого они проработали всего два месяца, прежде чем сгорели. Хотя миссии кубических спутников относительно дешевы, преждевременное завершение миссии всегда будет стоить дорого. Это в еще большей степени относится к коммерческим спутникам, что подчеркивает необходимость более точного прогнозирования космической погоды. Хорошая новость заключается в том, что Солнце снова успокоится. Несмотря на нынешнюю неожиданно высокую солнечную активность, к 2026 году она, скорее всего, замедлится, а в 2030 году ожидается возвращение к солнечному минимуму.
Хотя это и не было явной целью миссии, космическая программа «Бинар» теперь наглядно продемонстрировала драматическое влияние солнечной активности на космические операции. Хотя безвременная гибель «Бинар-2», «Бинар-3» и «Бинар-4» была прискорбной, уже началась работа над будущими миссиями. Ожидается, что их запуски будут проходить при гораздо более щадящей космической погоде.
Космическая программа «Бинар» готовится занять более активную позицию в исследовании и минимизации последствий космической погоды для своих спутников. Ведутся разработки более устойчивых конструкций и защиты, чтобы противостоять воздействиям солнечной активности. Разрабатываются новые солнечные панели и системы энергообеспечения, которые позволят спутникам маневрировать и поддерживать свою орбиту даже при значительном увеличении атмосферных возмущений.
Создание более устойчивых к изменениям солнечной активности систем позволит не только продлить срок службы спутников, но и обеспечить непрерывность научных исследований и сбор данных. Такие меры могут существенно снизить затраты на поддержание группировки спутников в рабочем состоянии, учитывая все еще непредсказуемую природу солнечной активности.
Университет Кертина активно сотрудничает с другими исследовательскими институтами и промышленными партнёрами для накопления данных, которые могут быть использованы для более точного прогнозирования космической погоды. Этот процесс выйдет на качественно новый уровень благодаря общим усилиям учёных и инженеров, стремящихся достичь более высокого понимания взаимодействия Солнца с Землей и космическим пространством.
Несмотря на трудности, вызванные неожиданной активностью Солнца, космическая программа «Бинар» остается символом стремления к освоению и изучению космоса, демонстрируя, как наука и инновации могут справляться с вызовами, изменяя подходы и адаптируясь к новым условиям. В ближайшие годы нас ожидает множество новых открытий, и успех программы станет лишь одним из примеров того, как человечество продолжает двигаться вперед, несмотря на все испытания.
вы найдёте новости о непознанном, НЛО, мистике, научных открытиях, неизвестных исторических фактах.
