กิจกรรมสุริยะที่คาดเดาไม่ได้ส่งดาวเทียมดิ่งลงสู่พื้นโลก

สัปดาห์ที่แล้ว ดาวเทียมเล็กๆ ของออสเตรเลีย 3 ดวง จากมหาวิทยาลัยเคอร์ตินโครงการอวกาศไบนารี่ถูกเผาไหม้ในชั้นบรรยากาศของโลก นั่นจะเกิดขึ้นเสมอ ในความเป็นจริง Binar แปลว่า "ลูกไฟ" ในภาษา Noongar ของชาว First Nations ในเมืองเพิร์ท

เมื่อดาวเทียมอยู่ในวงโคจรโลกต่ำ (2,000 กม. หรือน้อยกว่า) ดาวเทียมจะเกิดการเสื่อมสลายของวงโคจรเมื่อถูกดึงเข้ามาใกล้พื้นผิวมากขึ้นเรื่อยๆในที่สุดก็ลุกไหม้-

แต่สิ่งเหล่านี้ดาวเทียมคิวบ์ (CubeSats)ซึ่งรู้จักกันในชื่อบินนาร์-2, 3 และ 4 ได้เข้าสู่ชั้นบรรยากาศเร็วกว่าที่วางแผนไว้มาก พวกมันกินเวลาเพียงสองเดือน – หนึ่งในสามของสิ่งที่คาดไว้ ซึ่งช่วยลดเวลาอันมีค่าสำหรับวิทยาศาสตร์และการทดสอบระบบใหม่ลงอย่างมาก

สาเหตุของการสิ้นพระชนม์ก่อนวัยอันควรคืออะไร? ดวงอาทิตย์ของเราเข้าสู่เกียร์สูงและดาวเทียมไบนาร์ยังห่างไกลจากผู้เสียชีวิตเพียงรายเดียว กิจกรรมแสงอาทิตย์ที่สูงเมื่อเร็ว ๆ นี้สร้างความปวดหัวอย่างไม่คาดคิดให้กับผู้ให้บริการดาวเทียมในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา และกำลังเพิ่มขึ้นเท่านั้น

ทำไมดวงอาทิตย์ถึงมีการเคลื่อนไหวมาก?

กิจกรรมสุริยะรวมถึงปรากฏการณ์ต่างๆ เช่น จุดดับดวงอาทิตย์ เปลวสุริยะ และลมสุริยะ ซึ่งเป็นกระแสของอนุภาคมีประจุที่ไหลมายังโลก

กิจกรรมนี้เป็นผลผลิตของสนามแม่เหล็กที่เปลี่ยนแปลงตลอดเวลาของดวงอาทิตย์ และประมาณทุกๆ 11 ปีมันพลิกไปหมด- เมื่อถึงจุดกึ่งกลางของวัฏจักรนี้ กิจกรรมสุริยะจะอยู่ที่ระดับสูงสุด

แม้ว่าวัฏจักรนี้จะเป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้ว แต่กิจกรรมสุริยะที่เฉพาะเจาะจงนั้นเป็นสิ่งที่ท้าทายในการทำนาย - พลวัตมีความซับซ้อนและการพยากรณ์พลังงานแสงอาทิตย์ยังอยู่ในช่วงเริ่มต้น

ในช่วงไม่กี่เดือนที่ผ่านมา ตัวชี้วัดกิจกรรมแสงอาทิตย์มีมากกว่าสูงกว่าการคาดการณ์ถึงหนึ่งเท่าครึ่งสำหรับจุดนี้ในรอบปัจจุบันที่มีป้ายกำกับวัฏจักรสุริยะ 25-

ผลกระทบของสภาพอากาศในอวกาศ

สภาพอากาศในอวกาศหมายถึงผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมที่เกิดจากภายนอกชั้นบรรยากาศของเรา (ส่วนใหญ่เป็นดวงอาทิตย์) มันส่งผลกระทบต่อเราบนโลกในรูปแบบต่างๆ ที่เห็นได้ชัดเจนและสังเกตไม่ได้

ที่เห็นได้ชัดเจนที่สุดคือการปรากฏของแสงออโรร่า ในช่วงไม่กี่เดือนที่ผ่านมา แสงออโรร่ามองเห็นได้ชัดเจนยิ่งขึ้นและใกล้กับเส้นศูนย์สูตรมากขึ้นกว่าในช่วงสองทศวรรษที่ผ่านมา- ซึ่งเป็นผลโดยตรงของกิจกรรมแสงอาทิตย์ที่เพิ่มขึ้น-

สภาพอากาศในอวกาศ และกิจกรรมแสงอาทิตย์โดยเฉพาะ ยังสร้างความท้าทายเพิ่มเติมสำหรับดาวเทียมและผู้ปฏิบัติงานดาวเทียม

กิจกรรมแสงอาทิตย์ที่สูงขึ้นหมายถึงเปลวสุริยะที่มากขึ้นและลมสุริยะที่แรงขึ้น ส่งผลให้อนุภาคที่มีประจุสามารถฟลักซ์ได้มากขึ้นทำลายหรือรบกวนส่วนประกอบไฟฟ้าบนดาวเทียม-

นอกจากนี้ยังหมายถึงการเพิ่มขึ้นของรังสีไอออไนซ์ซึ่งส่งผลให้ปริมาณที่สูงขึ้นสำหรับนักบินอวกาศและนักบินและอาจเกิดการรบกวนได้การสื่อสารทางวิทยุทางไกล-

แต่สำหรับดาวเทียมในวงโคจรโลกต่ำ ผลที่สอดคล้องกันมากที่สุดของกิจกรรมสุริยะก็คือพลังงานส่วนเกินถูกดูดซับเข้าสู่ชั้นบรรยากาศด้านนอก ทำให้เกิดบอลลูนออกไปด้านนอก-

เป็นผลให้ดาวเทียมทุกดวงอยู่ห่างจากโลกไม่ถึง 1,000 กมพบกับการเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญลากบรรยากาศ- นี่เป็นแรงที่ขัดขวางวงโคจรของพวกมันและทำให้มันตกลงสู่พื้นผิวโลก

ดาวเทียมที่โดดเด่นในภูมิภาคนี้ ได้แก่ สถานีอวกาศนานาชาติ และกลุ่มดาวสตาร์ลิงก์ ดาวเทียมเหล่านี้มีตัวขับดันเพื่อตอบโต้ผลกระทบนี้ แต่การแก้ไขเหล่านี้อาจมีราคาแพง

วงโคจรโลกต่ำยังประกอบด้วยดาวเทียมของมหาวิทยาลัยจำนวนมาก เช่น Binar CubeSats ดาวเทียมคิวบ์ไม่ค่อยมีเครื่องมือที่สามารถปรับระดับความสูงได้ ดังนั้นจึงอยู่ภายใต้การควบคุมของสภาพอากาศในอวกาศโดยสิ้นเชิง

เกิดอะไรขึ้นกับ Binar?

โครงการ Binar Space เป็นโครงการวิจัยดาวเทียมที่ดำเนินการโดยมหาวิทยาลัย Curtin โดยมีจุดมุ่งหมายเพื่อพัฒนาความเข้าใจเกี่ยวกับระบบสุริยะและลดอุปสรรคในการใช้งานในอวกาศ

โครงการเริ่มดำเนินการด้วยดาวเทียมดวงแรกบินาร์-1ในเดือนกันยายน 2021 ซึ่งเป็นเวลาไม่ถึงหนึ่งปีในรอบสุริยะ 25 ซึ่งเป็นช่วงที่กิจกรรมสุริยะค่อนข้างต่ำ

ในสภาวะเหล่านี้ ดาวเทียมทรงลูกบาศก์ขนาด 10 เซนติเมตรเริ่มต้นที่ระดับความสูง 420 กม. และอยู่ในวงโคจรได้ 364 วันเต็ม

ภารกิจติดตามผลของโปรแกรม ได้แก่ Binar-2, 3 และ 4 มี CubeSats ขนาดเท่ากันสามชิ้น อย่างไรก็ตาม คาดว่าจะคงอยู่ได้ประมาณหกเดือนเนื่องจากพื้นที่ผิวพิเศษจากใหม่แผงเซลล์แสงอาทิตย์แบบปรับใช้ได้และการคาดการณ์การเพิ่มขึ้นของกิจกรรมสุริยะ

แต่พวกเขาทำได้เพียงสองเดือนก่อนที่จะถูกไฟไหม้ แม้ว่าภารกิจดาวเทียมลูกบาศก์จะมีราคาค่อนข้างถูก แต่การสิ้นสุดภารกิจก่อนเวลาอันควรย่อมมีค่าใช้จ่ายสูงเสมอนี่เป็นเรื่องจริงมากยิ่งขึ้นสำหรับดาวเทียมเชิงพาณิชย์โดยเน้นย้ำถึงความจำเป็นในการพยากรณ์อากาศในอวกาศที่แม่นยำยิ่งขึ้น

ข่าวดีก็คือพระอาทิตย์จะสงบลงอีกครั้ง แม้ว่าในปัจจุบันกิจกรรมสุริยะจะสูงอย่างไม่คาดคิด แต่มีแนวโน้มว่าจะชะลอตัวลงภายในปี 2569 และคาดว่าจะเกิดขึ้นกลับไปสู่ค่าต่ำสุดสุริยะในปี 2030-

แม้ว่านี่จะไม่ใช่เป้าหมายที่ชัดเจนของภารกิจ แต่โครงการอวกาศ Binar ได้แสดงให้เห็นถึงผลกระทบอันน่าทึ่งของกิจกรรมสุริยะต่อการปฏิบัติการในอวกาศ

แม้ว่าการสูญเสีย Binar-2, 3 และ 4 ออกไปก่อนเวลาอันควรนั้นเป็นเรื่องที่โชคร้าย แต่งานได้เริ่มต้นขึ้นในภารกิจในอนาคตแล้ว คาดว่าพวกมันจะเข้าสู่สภาพอากาศในอวกาศที่น่าให้อภัยกว่านี้มาก

ไคล์ แมคมัลแลน, ผู้สมัครระดับปริญญาเอก สาขาวิศวกรรมการบินและอวกาศมหาวิทยาลัยเคอร์ติน

บทความนี้เผยแพร่ซ้ำจากการสนทนาภายใต้ใบอนุญาตครีเอทีฟคอมมอนส์ อ่านบทความต้นฉบับ-