Zanieczyszczenie powietrza sprawia, że GPS i systemy telekomunikacyjne łatwo ulegają „paraliżowi” podczas burz słonecznych

Ô nhiễm không khí làm GPS, viễn thông dễ ‘tê liệt’ trong bão Mặt trời - Ảnh 1. — W miarę jak ludzkość coraz bardziej polega na satelitach w zakresie dostępu do Internetu, nawigacji, a nawet obrony, pojawia się nowy problem: emisja gazów cieplarnianych może sprawić, że satelity te będą bardziej podatne na burze słoneczne.

Według badania opublikowanego w czasopiśmie „Geophysical Research Letters”, naukowcy odkryli, że wzrost stężenia CO₂ w górnych warstwach atmosfery powoduje, że powietrze staje się rzadsze. Tymczasem burze słoneczne (burze magnetyczne), podczas których naładowane cząstki ze Słońca zderzają się z atmosferą, powodują zagęszczenie powietrza. Ta gwałtowna i drastyczna zmiana gęstości może poważnie zakłócić działanie satelitów.

Burze geomagnetyczne to zaburzenia pola magnetycznego Ziemi wywołane aktywnością słoneczną. Silne burze mogą zwiększać gęstość atmosfery w górnych warstwach atmosfery, utrudniając satelitom utrzymanie orbit i prędkości. W przypadku wystąpienia nierównowagi satelity mogą stopniowo obniżać swoją wysokość, skracając tym samym okres ich działania.

Symulacje na superkomputerze amerykańskiego Narodowego Centrum Badań Atmosferycznych (NCAR) pokazują, że do końca XXI wieku gęstość górnych warstw atmosfery może spaść o 20-50%. W przypadku wystąpienia silnej burzy geomagnetycznej wzrost gęstości będzie znacznie większy niż obecnie, potencjalnie podwajając się, a nawet potrajając.

„Dla branży satelitarnej jest to szczególnie ważna kwestia. Projekty satelitów muszą uwzględniać przyszłe warunki atmosferyczne, a nie opierać się wyłącznie na danych historycznych” – powiedział badacz Nicholas Pedatella.

Rzadsza atmosfera oznacza, że satelity napotykają mniejszy opór, utrzymują stabilniejsze orbity przez dłuższy czas i potencjalnie mają dłuższą żywotność.

Powstaje jednak pewien paradoks: ten właśnie „wydłużony okres życia” sprawia, że kosmiczne śmieci, w tym nieczynne satelity i małe fragmenty, mogą dłużej utrzymywać się na niskiej orbicie okołoziemskiej.

Podczas burz geomagnetycznych nagły wzrost gęstości atmosfery może spowodować szybsze opadanie satelitów i odłamków, zwiększając ryzyko kolizji łańcuchowych.

Mały odłamek uderzający w czynnego satelitę może stworzyć tysiące nowych fragmentów, wywołując w ten sposób „efekt domina” na całym obszarze orbity.

W badaniu wykorzystano burzę z maja 2024 roku jako doskonały przykład. W tym czasie seria koronalnych wyrzutów masy (CME) ze Słońca wywołała niezwykłą zorzę polarną, rzadko widywaną w wielu regionach o niskich szerokościach geograficznych.

Oprócz tego spektakularnego piękna, niektóre satelity doświadczyły zakłóceń w działaniu, a niektóre są nawet zagrożone awarią. Symulując ten sam scenariusz w latach 2040, 2061 i 2084, zespół naukowy odkrył, że zmiany klimatu wzmocnią wpływ burz geomagnetycznych na atmosferę, powodując znacznie bardziej drastyczne i gwałtowne zmiany gęstości niż obecnie.

Badacz Pedatella podkreślił: „W ciągu najbliższych 30 lat burza geomagnetyczna o dokładnie takiej samej intensywności jak obecnie może wywołać zupełnie inną reakcję atmosfery”. Oznacza to, że branża satelitarna nie może opierać się na danych historycznych przy projektowaniu, lecz musi dokonać przeliczeń i dostosować się do zmieniającej się Ziemi pod wpływem podwójnego wpływu klimatu i przestrzeni kosmicznej.

Komentarz (0)