Kosmosa misija, lai iegādātos mums svarīgas papildu stundas pirms saules vētras

NASA

Keringtonas notikums, iespējams, ir slavenākais notikums kosmosa laikapstākļu vēsturē. Milzīga saules vētra, kas skāra Zemi 1859. gadā, radīja tik lielu ģeomagnētisko aktivitāti, ka ziemeļblāzma bija redzama līdz pat Kubai. Telegrāfa operatori ziņoja, ka no viņu aprīkojuma lidojušas dzirksteles. Tas neizklausās pārāk slikti, taču, ja tas notiktu šodien, tas varētu vājināt elektrību pilsētu centros, atslēgt GPS un apdraudēt satelīta sakarus.

Šādas vētras var notikt tikai reizi 100 vai 200 gados, bet, ja tāda tuvojas, mums tas būs jāzina.

Kosmosa laikapstākļu analīze meklē brīdinājumus par šādiem katastrofāliem notikumiem (un mazākiem, biežākiem saules uzliesmojumiem), novērojot saules saules vēju, koronālās masas izgrūšana (kad saule izmet plazmu no vainaga, traucējot magnētiskos laukus), un citas parādības. Prognozes var paredzēt, kad debesis iedegsies polārblāzmas, bet vēl svarīgāk, tās var brīdināt par tuvojošos katastrofālu notikumu.

Šis raksts pirmo reizi parādījās mūsu kosmosa tehnoloģiju biļetenā The Airlock. Reģistrēties var šeit — tas ir bez maksas!

Tomēr šobrīd mēs saņemam brīdinājumu tikai no dažām stundām līdz dažām dienām. Galvenais iemesls ir tas, ka mums nav labs skats uz visu sauli, un tāpēc mēs nevaram redzēt, kad ap tās aizmuguri veidojas kaut kas bīstams. Plānotā Eiropas Kosmosa aģentūras misija varētu to mainīt, ļaujot mums ieskatīties malā, pievienojot būtisku resursu saules prognozētāju arsenālam. Zinātnieki sacenšas ar laiku, lai panāktu Lagrandžas misijas uzsākšanu, pirms citas mūsu metodes bīstamo saules laika noteikšanai vairs nedarbosies.

Lagranža punktu diagramma starp Zemi un Sauli. NASA

Līdz šim lielākā daļa kosmosa laikapstākļu misiju ir bijušas vai nu ap Zemi, vai arī atrodas Lagranžas punktā L1, kas atrodas starp Zemi un Sauli. Lagranža punkti ir vietas telpā, kur objekts saglabās tādu pašu pozīciju attiecībā pret diviem ķermeņiem, kas atrodas orbītā viens ap otru. Piemēram, objekts punktā L1, šķiet, atrodas tieši Zemes priekšā, nodrošinot nepārtrauktu skatu uz sauli. Tas padara to par lielisku vietu zinātnes misijām, kurām ir jāpatērē mazāk enerģijas, lai paliktu vietā, lai iegūtu datus, un, konkrētāk, saules novērošanas satelītiem.

Bet tas mums sniedz skatu tikai uz vienu zvaigznes pusi. EKA Lagrandžas misija izmantos Lagrandžas 5. punkta priekšrocības, lai sniegtu mums jaunu skatījumu. L5 ir aptuveni viena astronomiskā vienība no Zemes (attālums līdz Saulei jeb 150 miljoni kilometru), bet nost planētas pusē. Šis ir pirmais kosmosa kuģis, kas patiešām plāno tur palikt L5 un nepārtraukti piegādāt datus, saka ESA L1/L5 misijas pētījuma vadītājs Stefans Krafts. NASA STEREO amatniecība īslaicīgi apmeklēja punktus 2009. gadā, taču faktiski apstāšanās prasa daudz vairāk degvielas.

Šis sānskats ļautu ESA pētniekiem pastāvīgi aplūkot saules virsmu, pirms tā griežas pret Zemi (saule griežas apm. reizi 27 dienās ), sniedzot agrākus un precīzākus brīdinājumus, ja varētu būt bīstami laikapstākļi kosmosā.

Datu savienošana pārī no L1 un L5 arī palīdzēs samazināt brīdinājuma laiku. Šobrīd koronālās masas izmešanas ietekmi uz Zemi var paredzēt tikai ar sešu līdz 12 stundu precizitāti. Saskaņā ar ESA kosmosa laikapstākļu segmenta vadītāja Juha-Pekka Luntama teikto, Lagranžas misija to samazinātu līdz dažām stundām. Perspektīvā visātrākajām izmešanām būtu nepieciešamas 15 līdz 18 stundas, lai sasniegtu Zemi. Viņš saka, ka tas arī uzlabotu brīdinājuma laikus ātrgaitas saules vēja plūsmām, kas, lai arī ne tik bīstamas, var traucēt elektrotīklus un ģeostacionāros satelītus.

Lagrandža satelīta renderēšana. ESA

Nelieliem laikapstākļiem kosmosā savlaicīgāki brīdinājumi varētu nodrošināt, ka vētras laikā netiek ieplānotas iziešanas kosmosā un ka avārijas seku likvidētājiem uz Zemes ir gatavi rezerves sakari, ja viņu radio izslēgtu. Kāringtonam līdzīga notikuma gadījumā satelītu operatori varētu pārtraukt savu darbību, brīdināt sabiedrību, ka viņu GPS ierīces tiks izslēgtas, un elektrotīkla operatoriem varētu tikt dota iespēja aizsargāt savu aprīkojumu.

Tehniski misija būs sarežģīta. Uz Zemes trīs vienmērīgi izvietotas stacijas EKA Estrack tīkls strādās kopā, lai konsekventi saņemtu signālus no kuģa, planētai griežoties. Un signāla nogādāšana uz Zemi arī nav viegls uzdevums. Punkts L5 atrodas aptuveni 100 reižu tālāk no Zemes nekā L1, kas nozīmē, ka datu nosūtīšanas ātrums ir samazināts.

Tad ir pašas saules vētras. Kuģis ne tikai sūtīs atpakaļ datus par tiem, bet arī tiem būs jāiztur. Kad mums ir smagi kosmosa laikapstākļi, mēs joprojām vēlētos novērot, saka Kraft. Lai gan visi pārējie kosmosa kuģi būtībā var paslēpties un pāriet drošajā režīmā, mūsu kosmosa kuģiem jābūt gataviem. Viņš saka, ka komanda pašlaik izstrādā izturīgāku ekranējumu, kas var palīdzēt satelītam izturēt vētras, kas ir spēcīgākas nekā Keringtonas notikums.

TAS

Lai turpinātu saules attēlveidošanu ekstremālos laikapstākļos, kuģis izmantos mākslīgo intelektu, lai atpazītu un dzēstu lādētās daļiņas, kas uz attēliem rada sava veida sniegu.

Mūsu spēja uzraudzīt laikapstākļus kosmosā pasliktinās.

Misija joprojām ir sākuma stadijā. Šobrīd komanda izstrādā tehnisko plānu un izstrādā priekšlikumu, kas tiks iesniegts kopā ar citiem EKA pētījumiem novembrī. Viņi pēta, cik stingrām ir jābūt sistēmām, līdzsvarojot finansiālos ierobežojumus ar nepieciešamību aizsargāt kuģi. Šī priekšlikuma pamatā ir papildu finansējums misijas faktiskai izpildei. Ja viss notiks saskaņā ar plānu, tie tiks izlaisti 2025. gadā.

Krafts ir optimistisks, ka misija tiks apstiprināta. Viņš saka, ka komanda jau ir saņēmusi salīdzinoši skaidras norādes no valstīm, tostarp Vācijas un Apvienotās Karalistes, ka viņi vēlas to atbalstīt.

Šīs apstiprināšanas laiks ir kritisks, jo ir ļoti nepieciešamas jaunas kosmosa laikapstākļu misijas. Dažu gadu laikā mēs zaudēsim dažus no vissvarīgākajiem zinātnes pavadoņiem, kas ir darbojušies gadu desmitiem. Mūsu spēja uzraudzīt laikapstākļus kosmosā pasliktinās, saka Luntama.

Misija, kuru pētnieki visvairāk uztrauc, ir Saules un Heliosfēras observatorijas satelīts (SOHO), kas atrodas L1. Tā ir vienīgā misija, kurā atrodas instruments, kas uzrauga koronālās masas izmešanu uz Zemi. Un tas ir galvenais rīks, ko joprojām izmanto, lai sniegtu brīdinājumus un brīdinājumus, ja saulē notiek kaut kas bīstams.

Tas tika palaists 1995. gadā, un tas jau ir atradies kosmosā vairāk nekā 20 gadus — vairāk nekā četras reizes pārsniedzot sākotnējo paredzēto kalpošanas laiku. ASV Nacionālā okeāna un atmosfēras pārvalde (NOAA) arī plāno savu Saules observatoriju, lai palīdzētu aizstāt SOHO datus, kas varētu tikt zaudēti L1. To paredzēts uzsākt 2024. gadā, kas ir tieši laikā: Luntama saka, ka SOHO ir vēlākais līdz 2024. gadam, pirms tas neizdosies. Tehniskas problēmas var izraisīt tā darbību jebkurā dienā.

Viņš saka, ka mums ir jāpārliecinās, ka mēs saglabājam savu spēju uzraudzīt kosmosa laikapstākļus. Pretējā gadījumā pēc dažiem gadiem mēs faktiski kļūsim akli un vairs nevarēsim aizsargāt savu infrastruktūru no kosmosa laikapstākļiem.

paslēpties