Svemirsko vrijeme uništilo Binar satelite: Visoka solarna aktivnost skratila misiju

Prošle sedmice, tri mala australska satelita iz Binar Space Program-a Curtin Univerziteta izgorila su u Zemljinoj atmosferi. To se uvijek moralo desiti. Zapravo, "Binar" znači "vatrena lopta" na jeziku Noongar, autohtonih naroda Pertha.

Kada satelit bude na niskoj Zemljinoj orbiti (do 2.000 km), dolazi do orbitalne deklinacije jer satelit postepeno gubi visinu, na kraju sagorijevajući u atmosferi.

Međutim, ovi CubeSat sateliti (CubeSats), poznati kao Binar-2, 3 i 4, u atmosferu su ušli mnogo prije nego što je bilo planirano. Trajali su samo dva mjeseca – trećinu očekivanog vremena. To je značajno smanjilo dragocjeno vrijeme za naučna istraživanja i testiranje novih sistema.

Razlog njihovom neplaniranom kraju? Sunce je postalo izuzetno aktivno, a Binar sateliti nisu jedini koji su stradali. Nedavna visoka solarna aktivnost uzrokuje neočekivane probleme za operatere satelita u posljednjih nekoliko godina, a stanje se samo pogoršava.

Zašto je Sunce tako aktivno?

Solarna aktivnost obuhvata fenomene poput sunčevih pjega, solarnih flares-a i solarnih vjetrova – strujanja naelektrisanih čestica koje teku prema Zemlji.

Ova aktivnost je rezultat stalnih promjena magnetnog polja Sunca, a otprilike svakih 11 godina, ono se potpuno preokrene. Na sredini ovog ciklusa, solarna aktivnost je na svom vrhuncu.

Iako je ovaj ciklus poznat, specifičnu solarno aktivnost je vrlo teško predvidjeti – dinamika je kompleksna, a prognoza sunca još uvijek je u začetku.

U posljednjim mjesecima, pokazatelji solarne aktivnosti bili su više od 1,5 puta veći od predviđanja za ovu fazu trenutnog ciklusa, poznatog kao solarni ciklus 25.

Utjecaj svemirskog vremena

Svemirsko vrijeme odnosi se na okolišne efekte koji nastaju izvan naše atmosfere (uglavnom od Sunca). Na Zemlji se manifestira na različite načine – i očigledno i nevidljivo.

Najočigledniji znak svemirskog vremena su aurorae. Posljednjih nekoliko mjeseci, aurorae su bile vidljive mnogo intenzivnije i bliže ekvatoru nego u posljednje dvije decenije. To je direktan rezultat povećane solarne aktivnosti.

Svemirsko vrijeme, a naročito solarna aktivnost, također stvara dodatne izazove za satelite i operatere satelita.

Viša solarna aktivnost znači više solarnih flare-a i jači solarni vjetar – što rezultira većim tokom naelektrisanih čestica koje mogu oštetiti ili ometati električne komponente na satelitima.

To također znači povećanje ionizirajućeg zračenja, što rezultira većim dozama za astronaute i pilote, te potencijalnim ometanjima u dugolinijskim radio komunikacijama.

Međutim, za satelite u niskoj Zemljinoj orbiti, najkonstantniji učinak solarne aktivnosti je taj da dodatna energija biva apsorbirana u vanjsku atmosferu, uzrokujući da ona nabubri prema van.

Kao rezultat toga, svi sateliti koji se nalaze na manje od 1.000 km od Zemlje doživljavaju značajno povećanje atmosferskog otpora. Ovo je sila koja ometa njihov orbit i uzrokuje da padaju prema površini planete.

Poznati sateliti u ovoj regiji uključuju Međunarodnu svemirsku stanicu i Starlink konstalaciju. Ovi sateliti imaju potisnike koji pomažu u neutralizaciji ovog efekta, ali korekcije mogu biti skupe.

Niska Zemljina orbita također sadrži mnoge univerzitetske satelite, kao što su Binar CubeSats. CubeSat sateliti rijetko su opremljeni alatima koji mogu prilagoditi njihovu visinu, pa su u potpunosti prepušteni milosti svemirskog vremena.

Što se dogodilo s Binar satelitima?

Binar Space Program je satelitski istraživački program koji djeluje iz Curtin Univerziteta. Cilj programa je unaprijediti naše razumijevanje Sunčevog sistema i smanjiti barijere za operacije u svemiru.

Program je započeo s radom prvim satelitom, Binar-1, u septembru 2021. godine. To je bilo manje od godine dana nakon početka solarnog ciklusa 25, kada je solarna aktivnost bila relativno niska.

U tim uslovima, deset-centimetarski CubeSat započeo je svoju misiju na visini od 420 km i preživio punih 364 dana u orbiti.

Programova naredna misija – Binar-2, 3 i 4 – uključivala je tri jednako velika CubeSat-a. Međutim, očekivalo se da će trajati otprilike šest mjeseci zbog dodatne površine od novih solarnih panela koji se mogu rasporediti, kao i predviđenog povećanja solarne aktivnosti.

Umjesto toga, sateliti su izgorjeli nakon samo dva mjeseca. Iako su CubeSat misije relativno jeftine, prerani završetak misije uvijek je skup. Ovo je još istaknutije za komercijalne satelite, što podcrtava potrebu za preciznijim prognozama svemirskog vremena.

Dobra vijest je da će Sunce ponovno usporiti. Unatoč trenutno neočekivano visokoj solarnoj aktivnosti, vjerovatno će se smiriti do 2026. godine, a očekuje se da će se vratiti na solarni minimum 2030. godine.

Iako ovo nije bio eksplicitni cilj misije, Binar Space Program je sada snažno pokazao dramatične učinke solarne aktivnosti na svemirske operacije.

Iako je prerani gubitak Binar-2, 3 i 4 bio nesretan, već su započeti radovi na budućim misijama koje se očekuju da će biti lansirane u daleko povoljnijem svemirskom vremenu, piše ScienceAlert.