В началото на ноември три малки австралийски спътника от космическата програма Binar на университета Къртин изгоряха в земната атмосфера.
Това така или иначе щеше да се случи. Всъщност Binar означава „огнено кълбо“ на езика ноонгар на Първите нации в Пърт, пише Kaldata.
Когато един сателит е в ниска околоземна орбита (2000 км или по-малко), той изпитва орбитално разпадане, като се приближава все повече към повърхността и накрая изгаря.
Но тези малки кубични сателити (CubeSats), известни като Binar-2, 3 и 4, навлязоха в атмосферата много по-рано от първоначално планираното. Те издържаха само два месеца – една трета от очакваното. Това значително намали ценното време за наука и тестване на нови системи.
Причината за преждевременната им смърт? Нашето Слънце е навлязло във висока динамика и сателитите на Binar далеч не са единствената жертва. Високата слънчева активност напоследък причинява неочаквано главоболие на сателитните оператори през последните няколко години, като тя непрекъснато се увеличава.
Защо Слънцето е толкова активно?
Слънчевата активност включва явления като слънчеви петна, слънчеви изригвания и слънчев вятър – потокът от заредени частици, който се насочва към Земята.
Тази активност е резултат от постоянно променящото се магнитно поле на Слънцето, което се преобръща напълно на всеки 11 години. В средата на този цикъл слънчевата активност е най-висока.
Въпреки че този цикъл е известен, конкретната слънчева активност е предизвикателство за прогнозирането ѝ – динамиката е сложна, а прогнозирането на слънчевата активност е в начален стадий.
През последните няколко месеца показателите за слънчевата активност бяха повече от един път и половина по-високи от прогнозите за тази точка от настоящия цикъл, обозначена като 25-ти слънчев цикъл.
Въздействието на космическото време
Космическото време се отнася до въздействието на околната среда, което възниква извън нашата атмосфера (най-вече от Слънцето). То влияе на нас на Земята по различни забележими и незабележими начини.
Най-очевидният от тях е наличието на полярни сияния. През изминалите няколко месеца полярните сияния се наблюдаваха много по-интензивно и по-близо до екватора, отколкото през последните две десетилетия. Това е пряк резултат от повишената слънчева активност.
Космическото време, и по-конкретно слънчевата активност, също създава допълнителни предизвикателства за сателитите и сателитните оператори.
По-високата слънчева активност означава повече слънчеви изригвания и по-силен слънчев вятър – в резултат на което се увеличава потокът от заредени частици, които могат да повредят или да нарушат работата на електрическите компоненти на спътниците.
Това означава също така увеличаване на йонизиращата радиация, което води до по-висока доза за астронавтите и пилотите, както и до потенциални смущения в радиокомуникациите на дълги разстояния.
Но за сателитите в ниска околоземна орбита най-същественият ефект от слънчевата активност е, че допълнителната енергия се абсорбира във външната атмосфера, което води до нейното издуване навън.
В резултат на това всички сателити, намиращи се на по-малко от 1000 км от Земята, изпитват значително увеличение на атмосферното съпротивление. Това е сила, която нарушава тяхната орбита и ги кара да падат към повърхността на планетата.
Сред по-известните сателити в този регион са Международната космическа станция и констелацията Starlink. Тези сателити разполагат с двигатели за противодействие на този ефект, но тези корекции могат да бъдат доста скъпи.
В ниска околоземна орбита се намират и много университетски спътници, като например Binar CubeSats. Спътниците Cube рядко са оборудвани с инструменти, които могат да коригират тяхната височина, така че те са изцяло на милостта на космическото време.
Какво се случва с Binar?
Космическата програма „Бинар“ е сателитна изследователска програма, която се осъществява в университета Къртин. Тя има за цел да подобри познанията ни за Слънчевата система и да снижи бариерата за работа в космоса.
Програмата започна работа с първия си сателит, Binar-1 (Бинар-1), през септември 2021 г. Това е по-малко от година в 25-ия слънчев цикъл, когато слънчевата активност е сравнително ниска.
При тези условия сателитът с размер на десетсантиметров куб излезе на височина 420 км и оцеля цели 364 дни в орбита.
Последващите мисии на програмата – Binar-2, 3 и 4 – бяха три еднакво големи CubeSat-а. Очакваше се обаче те да издържат приблизително шест месеца поради допълнителната площ на повърхността от новите разгърнати слънчеви панели и прогнозираното повишаване на слънчевата активност.
Вместо това те издържаха само два месеца, преди да изгорят. Въпреки че мисиите с кубични спътници са сравнително евтини, преждевременното им прекратяване винаги ще струва скъпо. Това важи в още по-голяма степен за комерсиалните сателити, което подчертава необходимостта от по-точно прогнозиране на космическото време.
Добрата новина е, че Слънцето отново ще се успокои. Въпреки настоящата неочаквано висока слънчева активност, тя вероятно ще намалее до 2026 г. и се очаква през 2030 г. да се върне към слънчевия минимум.
Макар че това не беше пряката цел на мисията, космическата програма „Бинар“ сега по затрогващ начин демонстрира драматичните последици от слънчевата активност върху космическите операции.
Въпреки че ненавременната загуба на Binar-2, 3 и 4 е за съжаление, работата по бъдещите мисии вече е започнала. Очаква се те да бъдат изстреляни при далеч по-благоприятно космическо време – когато Слънцето поне малко се успокои и слънчевата активност спадне.
