Сонячні плями впливають на швидкість падіння космічного сміття на Землю — учені

Космічне сміття навколо Землі втрачає висоту набагато швидше, коли Сонце стає більш активним.

Це встановило дослідження учених з Лабораторії космічної фізики Космічного центру Вікрама Сарабхая (Індія), повідомляє видання EurekAlert.

Ми виявили, що як тільки сонячна активність проходить певний рівень, ця втрата висоти відбувається помітно швидше, — зазначають дослідники.

Низька навколоземна орбіта — на висоті від 400 до 2000 км — ідеально підходить для багатьох важливих типів супутників, зокрема Starlink. Але сьогодні вона вже також переповнена космічним сміттям, таким як залишки старих супутників та ступені ракет, і це загрожує новим космічним запускам.

Навіть одне зіткнення може спричинити «ефект доміно». Оскільки місії по захопленню космічного мотлоху за допомогою роботів все ще перебувають у зародковому стані, сьогодні вчені зосереджуються передусім на більш точному відстеженні уламків, щоб визначити найнебезпечніші об'єкти для майбутнього видалення.

Сонце, як відомо, має 11-річний цикл активних і тихих фаз — що корелюється з кількістю сонячних плям і також призводить до змін інтенсивності, з якою воно випромінює ультрафіолет та заряджені частинки, наприклад ядра гелію та важкі іони.

Коли цей зовнішній потік досягає піку, як нещодавно наприкінці 2024 року, сонячні викиди призводять до нагрівання та розширення вгору термосфери Землі (розташована приблизно між 100 і 1000 км, з температурою від 500 до 2500 °C). Це, у свою чергу, підвищує щільність атмосфери навколо орбітальних тіл (на висоті від 350 до 36 тис. км) і збільшує для них опір або «гальмування», таким чином сповільнюючи їх і змушуючи падати швидше.

Учені дослідили відомі траєкторії 17 об'єктів космічного сміття з 1960-х років протягом 36-річного періоду — з 22-го по 24-й сонячні цикли. 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 зрештою згорять.

Оскільки космічний мотлох не виконує активних маневрів утримання свого поження на орбіті, як це роблять супутники, зміни швидкості їх спуску залежать лише від коливань щільності термосфери.

Це робить космічне сміття чудовим інструментом для відстеження довгострокового впливу сонячної активності на атмосферний опір, — наголошують дослідники.

Вчені пов’язали траєкторії з довгостроковими даними Німецького дослідницького центру геонаук у Потсдамі, які відстежують кількість сонячних плям і щоденні зміни радіо та екстремальних ультрафіолетових (EUV) викидів Сонця.

Результати показали, що:

• коли кількість сонячних плям перевищує дві третини максимуму, космічний мотлох проходить через «перехідний кордон» — поріг, за яким він починає падати набагато швидше;
• цей поріг, схоже, не прив’язаний до фіксованого значення сонячного випромінювання, а скоріше до того, наскільки Сонце близьке до свого піку активності. Приблизно в цей момент Сонце виробляє більш інтенсивне EUV-випромінювання, яке може бути спричинене змінами в сонячних процесах, котрі стають сильнішими поблизу піку.

Дослідники очікують, що їхнє відкриття допоможе краще планувати траєкторії супутників, уникаючи зіткнень з космічним мотлохом:

Наші результати означають, що коли сонячна активність перевищує певні рівні, супутники — як і космічний мотлох — швидше втрачають висоту, тому потрібні додаткові корекції орбіти. Це безпосередньо впливає на те, як довго супутники залишаються на орбіті та скільки палива їм потрібно, особливо для місій, запущених поблизу сонячного максимуму.

Найцікавіше те, що вся ця інформація походить від об'єктів, запущених ще в 1960-х роках. Вони все ще роблять внесок у науку, слугуючи цінними інструментами для вивчення довгострокових впливів сонячної активності на термосферу, — зауважили дослідники.

Джерело: EurekAlert