Науковці виявили, що коли освітленість земної орбіти Сонцем досягає свого піка, це пригальмовує об’єкти, які перебувають на ній. Зокрема цей ефект примушує космічне сміття, яке кружляє навколо нашої планети, падати на неї швидше.
Зв’язок сонячної активності з кількістю падаючих уламків
Низька навколоземна орбіта (LEO) на висоті від 400 до 2000 км ідеально підходить для супутників зйомки та спостереження, а також для інтернет-мегасузір’їв, таких як Starlink. На жаль, сьогодні вона також переповнена сміттям, як-от уламки старих супутників та ступені ракет, і це загрожує новим космічним запускам.
Наприклад, навіть одне зіткнення може спричинити ланцюгову реакцію. Оскільки місії з уловлювання космічного сміття за допомогою роботів ще перебувають на початковій стадії, сьогодні науковці зосереджуються переважно на більш точному відстеженні уламків, щоб визначити найнебезпечніші об’єкти для майбутнього видалення.
«Тут ми показуємо, що космічне сміття навколо Землі втрачає висоту набагато швидше, коли Сонце більш активне, — сказала Аїша М. Ашруф, науковиця та інженерка Лабораторії космічної фізики Космічного центру Вікрама Сарабхая в Тіруванантапурамі, Індія, та відповідальна авторка нового дослідження, опублікованого в журналі Frontiers in Astronomy and Space Sciences. — Вперше ми виявили, що коли сонячна активність перевищує певний рівень, втрата висоти відбувається помітно швидше. Очікується, що це спостереження стане ключовим для планування стабільних космічних операцій у майбутньому».
Коливання щільності термосфери
Сонце має 11-річний цикл активних і спокійних фаз, що корелює з кількістю сонячних плям, й це призводить до змін інтенсивності випромінювання. Коли інтенсивність цього випромінювання досягає піка, як це сталося нещодавно наприкінці 2024 року, сонячні випромінювання нагрівають і розширюють термосферу Землі (розташовану на висоті приблизно від 100 до 1000 км, з температурою від 500 до 2500 °C). Це своєю чергою підвищує щільність атмосфери навколо об’єктів на орбіті (на висоті від 350 до 36 000 км) і збільшує опір або «тягу» на них, тим самим сповільнюючи їх і змушуючи падати швидше.
Аїша та її колеги з того ж інституту простежили історичну траєкторію 17 об’єктів космічного сміття на низькій навколоземній орбіті (LEO) протягом 36-річного періоду, починаючи з 1960-х років, під час 22-го — 24-го сонячних циклів. Ці об’єкти обертаються навколо Землі кожні 90–120 хвилин на висоті від 600 до 800 км і ще не увійшли в атмосферу, де вони врешті згорять.
Оскільки космічне сміття не виконує активних маневрів для підтримки орбіти, як це роблять супутники, зміни швидкості його падіння («затухання орбіти») залежать виключно від коливань щільності термосфери. «Це робить космічне сміття чудовим інструментом для відстеження довгострокового впливу сонячної активності на аеродинамічний опір», — пишуть автори.
Науковці пов’язали траєкторії з довгостроковими даними Німецького дослідницького центру геонаук у Потсдамі, які відстежують кількість сонячних плям та щоденні зміни в радіо- та екстремально-ультрафіолетовому (EUV) випромінюванні Сонця.
Планування космічних місій
Результати показали, що коли кількість сонячних плям перевищує дві третини від максимального значення, космічне сміття проходить через «перехідну межу» — поріг, за яким воно починає падати набагато швидше. Цей поріг, схоже, не пов’язаний із фіксованим значенням сонячного випромінювання, а скоріше з тим, наскільки Сонце наближається до піка своєї активності. Близько цієї точки наша зоря виробляє більш інтенсивне екстремальне ультрафіолетове випромінювання, що може бути зумовлено змінами в сонячних процесах, які посилюються поблизу піка.
Автори підкреслюють, що їхні результати, як очікується, допоможуть вченим-космологам краще планувати траєкторії руху супутників, уникаючи зіткнень із космічним сміттям.
«Наші результати свідчать про те, що коли сонячна активність перевищує певні рівні, супутники — так само, як і космічне сміття — швидше втрачають висоту, через що потрібно частіше коригувати їхню орбіту. Це безпосередньо впливає на тривалість перебування супутників на орбіті та на кількість необхідного палива, особливо для місій, запущених у період, близький до сонячного максимуму», — пояснила Ашруф.
За матеріалами phys.org
