Данные миссии Van Allen Probes показали: чем дольше геомагнитная буря — тем выше риск повреждения космической техники
Учёные сделали важное открытие, которое может повлиять на безопасность космических аппаратов. Оказалось, что продолжительные геомагнитные возмущения, известные как HILDCAA, оказывают более сильное влияние на радиационный пояс Земли, чем кратковременные. Это открытие было сделано на основе данных, собранных зондами NASA Van Allen Probes, которые изучали магнитное поле планеты с 2012 по 2019 год.
Исследователи проанализировали два события, произошедшие во время миссии: самое короткое в 2015 году и самое длительное в 2017 году. Результаты показали, что чем дольше длится геомагнитное возмущение, тем выше риск повреждения спутников из-за накопления высокоэнергетических электронов.
Во время коротких событий электроны в радиационном поясе резко разгоняются, но их поток быстро снижается после окончания бури. Однако длительные возмущения вызывают устойчивый рост числа частиц, которые способны пробивать защиту космических аппаратов. Приборы на спутниках зафиксировали, что электроны с энергией, близкой к скорости света (релятивистские), сначала уменьшались в количестве, а затем, с задержкой, начинали накапливаться. Электроны с меньшей энергией, напротив, увеличивали поток почти мгновенно. Это указывает на сложный двухэтапный механизм ускорения частиц.
Иллюстрация: Leonardo
Ключевую роль в этом процессе играют магнитные волны, возникающие вблизи Земли. Во время длительных бурь усиливаются низкочастотные колебания (ULF-волны), которые «раскачивают» электроны, передавая им энергию. Кроме них, активность проявляют так называемые «хорус-волны» — высокочастотные возмущения, дополнительно разгоняющие частицы. Чем дольше длится геомагнитное событие, тем мощнее становятся эти волны, создавая кумулятивный эффект.
Исследователи также обнаружили, что во время длительных бурь электроны не только увеличивают энергию, но и смещаются в зоны с более высокой радиационной нагрузкой (L-оболочки). Это повышает риск для спутников на орбитах, которые ранее считались безопасными. Например, аппараты связи или навигационные системы могут столкнуться с неожиданными сбоями из-за повреждения электроники.
Полученные данные ставят под вопрос текущие модели прогнозирования космической погоды, где продолжительность событий часто не учитывается. Учёные предлагают обновить расчёты, чтобы точнее предсказывать радиационную обстановку. Это важно для защиты многомиллиардных спутниковых группировок, включая системы Starlink и GPS. В ближайшие годы планируются новые исследования с использованием спутниковых сетей и компьютерного моделирования, чтобы снизить риски для космической инфраструктуры.
* Компания Meta (Facebook и Instagram) признана в России экстремистской и запрещена.
Подпишитесь на новости в телеграм: https://t.me/itnewsros