Травнева сонячна буря викликала найбільшу «масову міграцію» супутників

Сонячна буря, що сталася в травні, спричинила не лише барвисті полярні сяйва, що осяяли нічне небо по всьому світу, а й хаосу на орбіті. Тисячі супутників були змушені одночасно маневрувати, щоб зберегти висоту за умов раптового ущільнення верхніх шарів атмосфери.

Згідно з дослідженням, супутники та об’єкти космічного сміття на низькій навколоземній орбіті (області космосу заввишки до 2000 кілометрів) опускалися до Землі зі швидкістю 180 метрів на день протягом чотириденного шторму.

Щоб компенсувати втрату висоти, тисячі космічних апаратів одночасно почали запускати двигуни, щоби піднятися назад. Це масове маневрування могло призвести до небезпечних ситуацій, оскільки системи запобігання зіткнень не встигали розраховувати траєкторії супутників, що змінюються.

Сонячна буря, що обрушилася на Землю з 7 по 10 травня, досягла інтенсивності G5 — найвищого рівня за п’ятибальною шкалою, що використовується Національним управлінням океанічних та атмосферних досліджень (NOAA) для оцінки сили сонячних бур. Це була найсильніша сонячна буря, що обрушилася на Землю з 2003 року.

Проте автори статті зазначили, що довкілля навколо планети відтоді сильно змінилося. Якщо двадцять років тому на орбіті Землі було всього кілька сотень супутників, то сьогодні їх тисячі. Автори оцінюють кількість активних корисних навантажень на низькій навколоземній орбіті в 10 000 об’єктів.

«Геомагнітна буря у травні 2024 року стала першою великою бурею, яка сталася в період нової парадигми в роботі супутників на низькій навколоземній орбіті, в якій домінують комерційні малі супутники», — пишуть автори дослідження Вільям Паркер та Річард Лінарес із Массачусетського технологічного інституту.

Сонячні бурі, спричинені потужними викидами зарядженого газу від Сонця, порушують магнітне поле Землі. В результаті заряджені сонячні частки проникають глибоко в атмосферу, де взаємодіють із молекулами повітря. Ці взаємодії призводять до появи північних і південних сяйв, але й нагрівають атмосферу і змушують її роздмухуватися. Внаслідок цього збільшується щільність розріджених залишкових газів на висотах, де обертаються супутники. Супутники, борючись із набагато більш щільним середовищем, починають втрачати висоту.

У статті наголошується, що прогнози космічної погоди перед травневим штормом не змогли точно передбачити тривалість та інтенсивність події, що зробило прогнозування зіткнень супутників практично неможливим.

«Шторм був серйозною проблемою для існуючої інфраструктури оцінки зближень, оскільки створив великі, непередбачувані обурення в траєкторіях супутників на низькій навколоземній орбіті. Автоматизована програма утримання висоти орбіти змусила майже половину всіх активних супутників на низькій навколоземній орбіті одночасно маневрувати у відповідь на сонячний шторм, що обрушився. Поєднання кількості супутників та їх одночасного маневрування зробило дуже складним визначення потенційних зближень під час шторму та наступні дні», — пишуть автори.

З іншого боку, шторм допоміг очистити орбіти Землі від частини космічного сміття, оскільки супутники, що вийшли з ладу, і уламки по спіралі йшли глибше в атмосферу. Автори підрахували, що тисячі об’єктів космічного сміття втратили кілька кілометрів заввишки під час шторму.

Найближчими місяцями очікується потужніша сонячна буря, оскільки пік поточного 11-річного сонячного циклу очікується наприкінці 2024 — початку 2025 року.