Новини України
Підбірка новин з українських джерел

Сонячна активність стала причиною незапланованого сходу з орбіти супутників Starlink
Деякі апарати Starlink компанії SpaceX передчасно сходять з орбіти не через технічні проблеми, а активність Сонця. Про це розповіли вчені із NASA після аналізу масиву даних. На їхню думку, наша зірка вже негативно впливає на супутникове угруповання і в майбутньому може порушити космічний зв’язок.
Супутникові мегасузір’я — угруповання із сотень чи тисяч невеликих супутників, які працюють у координації один з одним на низькій навколоземній орбіті (НГО). Піонером у цій галузі стала компанія SpaceX, що належить мільярдеру Ілону Маску. Саме SpaceX першою почала масово виводити апарати на орбіту. З 2019 по 2025 рік компанія розгорнула понад сім тисяч супутників у ході проекту Starlink, а до 2030 року кількість апаратів планується збільшити до 30 тисяч.
Головна мета проекту – забезпечити доступ до високошвидкісного широкосмугового супутникового інтернету, особливо в місцях, де він недоступний або надто дорогий. Але технологія має недоліки. Кожен супутник у середньому мешкає майже п’ять років. Це зумовлено їх розташуванням на НГО, де апарати поступово зазнають впливу атмосферного опору, що призводить до зниження орбіти. Після закінчення терміну служби супутник навмисно зводять з орбіти, щоб уникнути утворення космічного сміття, і направляють у повітря: там він згоряє. Проте автори нового дослідження, проведеного під керівництвом Денні Олівейра (Denny Oliveira) із Центру космічних польотів імені Годдарда NASA, з’ясували, що ці плани може порушити Сонце. Вчені вивчили, наскільки сонячна активність впливає на угруповання Starlink.
«Ми з’ясували, що за високої геомагнітної активності супутники Starlink повторно входять в атмосферу набагато раніше, ніж показують розрахунки. Під час сонячного максимуму термін служби супутника може зменшитися до 10 днів. Цей ефект став помітним лише зараз через бум запусків апаратів, особливо компанією SpaceX», — пояснив Олівейра.
Періодично вчені спостерігають зміни в сонячній активності, які можуть тривати протягом кількох років або кількох десятків років. Цю активність називають сонячною циклічністю. Найкраще вивчений сонячний цикл із тривалістю майже 11 років («цикл Швабе»).
У цьому циклі виділяють сонячний максимум — період, коли спостерігається найбільше сонячних спалахів, плям, корональних викидів маси. Останні викликають геомагнітні бурі Землі, які нагрівають верхні шари атмосфери. В результаті вона стає щільнішою. Потрапляючи в цю зону супутники починають рухатися в щільному повітрі, в результаті виникає тертя: апарати сповільнюються і швидше сходять з орбіти. Пік сонячного максимуму припав на 2024 рік.
Олівейра разом із колегами проаналізували дані щодо повторного входу в атмосферу супутників, у тому числі їх висоту та швидкість, а потім зіставили із сонячною активністю. Вони з’ясували, що з 2020 до 2024 року в атмосферу повторно увійшли 523 апарати Starlink, де вони скоро згорять. Під час виходу супутника Sratlink з ладу його залишають на орбіті, він поступово гальмує в розрідженому верхньому шарі атмосфери, поки не увійде до неї сам — це займає більше двох тижнів.
Олівейра зауважив: коли відбувалися особливо сильні геомагнітні бурі і 37 супутників одночасно знижувалися, ті, що літали нижче 300 кілометрів, входили в атмосферу всього через п’ять днів замість звичайних п’ятнадцяти. В 1947 вчені ввели новий індекс вимірювання сонячної активності — потік радіовипромінювання F 10.7 c довжиною хвилі 10.7 см (2800 МГц). Він вимірюється у сонячних одиницях потоку. У спокійний період індекс тримається в межах 70—80 одиниць, але під час геомагнітних бур, як у травні 2024 року, він сягнув 240 одиниць.
Згідно з аналізом Олівейри та його команди, у травні минулого року супутники Starlink втрачали до 95 кілометрів висоти в день — у три рази швидше, ніж у спокійні періоди. її помилилася на 10 діб. Такі зміни у положенні орбіти конкретного штучного об’єкта створюють ризики інших аналогічних апаратів. У тому ж травні 2024 року 10 тисяч супутників здійснили екстрений маневр, щоб уникнути зіткнення з «неконтрольованим апаратом» — це була найбільша в історії супутникова «міграція».
Крім того, через сильну геомагнітну бурю супутники можуть не повністю згоряти в атмосфері. Чим повільніше відбувається зниження орбіти апарату – тим довше він знаходиться у верхніх шарах атмосфери, де тертя «стирає» його, як наждачний папір. За цей час він встигає перетворитися на «попіл». Але під час сильної геомагнітної бурі атмосфера розігрівається та розширюється так сильно, що супутники падають різко вниз — майже як камінь, кинутий у воду. Через це вони дуже швидко пролітають верхні шари, де тертя максимально. Тобто не встигають розігрітися настільки, щоб повністю згоріти.
Тоді великі фрагменти апарату, особливо з міцних матеріалів, можуть долетіти до землі. Саме так сталося у серпні 2024 року, коли на одній із ферм у Канаді знайшли фрагмент супутника Starlink масою 2,5 кілограма. Це перший відомий випадок, коли частина супутника SpaceX досягла поверхні планети.
Прогнозується, що сонячний максимум 25-го сонячного циклу триватиме до липня 2025 року, а до 2030 року на орбіті може виявитися понад 100 тисяч супутників. Олівейру вважає, що зі збільшенням кількості апаратів на орбіті та зростанням сонячної активності випадки незапланованого сходу з орбіти можуть траплятися набагато частіше, чи не щодня.
Дослідники закликають інженерів переглянути підходи до проектування апаратів та систем прогнозування. Адже вже зараз стає ясно, що космічна погода — фактор, який здатний самостійно знищити технології вартістю мільярди доларів. Ігнорувати його, все одно, що будувати будинок на березі океану, не дивлячись на прогноз ураганів. Висновки дослідників опубліковані на сайті електронного архіву наукових статей та їх препринтів arXiv.org.