🤩Осторожно, Солнце! Как геомагнитные бури влияют на спутники?
В космосе, как и на Земле, есть свой климат. И если на планете могут быть метеозависимые люди, то на орбите космическая погода воздействует на работу искусственных спутников. Только связано это не с циклонами и антициклонами, как на Земле, а с пятнами на Солнце, которые приводят к вспышкам (см. рис. 1). У нашей звезды есть цикл длиной в 11 лет с сопутствующим спадом до минимума солнечной активности и его пиком. Так, прошлая наивысшая точка пришлась на 2015 год, в 2020 достигла самой низкой отметки и снова приблизилась к максимуму в этом году.
В такой период активности, Солнце буквально покрывается пятнами, «взрывается» всполохами и выбросами вещества, образующего солнечный ветер, что заметно влияет на околоземное пространство.
Во время вспышек заряженные частицы могут долететь до Земли, если совпадет направление, и буквально «разогревают» верхние слои атмосферы (термосферу и ионосферу). Это приводит к увеличению ее плотности даже на тех высотах, которые мы привыкли считать космосом, — там, где летают наши малые космические аппараты (МКА), например, научно-образовательные кубсаты проекта
Space-π.
🤩В ночь на 1 января 2025 года в
Геоскане было зафиксировано именно такое явление. Анализ данных орбитального движения трех спутников (
Colibri-S,
Горизонт и
TUSUR GO) показал, что солнечный шторм значительно повлиял на их траектории (см. рис. 2). На рисунке продемонстрирована усредненная по времени высота орбиты кубсатов по данным
TLE (набор орбитальных элементов для определения и прогнозирования параметров движения космического объекта) до, во время и после бури. До бури спутники пассивно снижались со скоростью примерно 190 м/день. Во время солнечного шторма скорость падения высоты TUSUR GO и Горизонта увеличилась более чем в шесть раз — до 1290 метров в день, потом скорость снижения вернулась к предыдущим значениям.
Интересно, что кубсат Colibri-S, обладающий большей массой (и, соответственно, большей инерцией), снижался медленнее (см. рис. 3). Это связано с тем, что более массивные объекты меньше подвержены влиянию атмосферного сопротивления.
Крупные спутники, предназначенные для длительной работы на низких орбитах, обычно оснащаются двигателями и имеют запас топлива на весь срок службы, это позволяет корректировать высоту полета. Но небольшие кубсаты, как правило, совершают пассивное движение по орбите и полностью зависят от космической погоды.
🤩Этот случай показывает, насколько важно учитывать влияние солнечной активности при проектировании, запуске и эксплуатации МКА, особенно тех, которые предназначены для работы на низких орбитах.
Снимок Солнца: Лаборатория солнечной астрономии ИКИ и ИСЭФ.