Солнечная активность обрушивает на Землю космический мусор
Солнечная активность ускоряет снижение космического мусора, и довольно сильно. Насколько — показало новое исследование, которое провел Космический центр имени Викрама Сарабхая в Индии (VSSC).
Анализ измерений за 36 лет охватил три солнечных цикла. Его результаты обнародованы в журнале Frontiers in Astronomy and Space Sciences — и они впервые продемонстрировали устойчивую связь скорости объектов на орбите с числом пятен на нашем светиле.
Низкая околоземная орбита на высоте от 400 до 2000 км идеально подходит для съемочных, разведывательных спутников и «мегасозвездий» интернет-связи наподобие Starlink. Сегодня она же буквально захламлена обломками старых спутников, отработанными ступенями ракет — все это угрожает новым запускам. Каждое столкновение несет потенциальный риск цепной реакции, которая приведет к хаосу в небе. Запуск роботов-уборщиков — дело далеко не ближайшего будущего, пока человечеству остается только следить — и предотвращать.
«По нашим подсчетам, космический мусор на околоземной орбите теряет высоту гораздо быстрее в периоды высокой активности Солнца. Впервые мы показали, как ускоряется его снижение при превышении определенного порога солнечной активности. Эти наблюдения будут полезны для планирования безопасной работы в космосе», — уверена инженер Аиша М. Ашруф из Лаборатории космической физики VSSC, ведущий автор исследования.
Солнечный цикл длится 11 лет и включает фазы высокой и низкой активности — они коррелируют с количеством пятен. Вместе с этим меняется поток излучения и заряженных частиц. Выходя на пик, как это было, например, в конце 2024 года, ультрафиолет сильнее нагревает термосферу Земли (расположена между 100 и 1000 км, ее температура колеблется от 500 до 2500 °C) и заставляет ее расширяться. Это, в свою очередь, повышает плотность воздуха на орбите и усиливает его сопротивление движению объектов — они замедляются и снижаются.
Исследователи отследили траектории 17 единиц космического мусора на низкой орбите, которые обращаются вокруг Земли каждые 90–120 минут на высоте от 600 до 800 км. Срок наблюдения, начиная с 1960-х, охватил 22-й, 23-й и 24-й солнечные циклы. Эти данные сопоставили с количеством солнечных пятен и интенсивностью радио- и экстремального ультрафиолетового излучения светила.
В отличие от действующих спутников, космический мусор не выполняет активных маневров по удержанию орбиты, поэтому его положение зависит только от плотности термосферы. «Это делает космический мусор превосходным инструментом для отслеживания долгосрочного влияния солнечной активности на атмосферное сопротивление», — пишут авторы.
Результаты выявили порог солнечной активности: когда количество пятен на нашей звезде превышает две трети от максимума, падение космического мусора резко ускоряется.
«Похоже, этот порог привязан не к фиксированному значению солнечной радиации, а к тому, насколько Солнце приблизилось к пику своей активности. Ближе к этой точке звезда излучает ультрафиолет все сильнее, что, похоже, обусловлено изменениями солнечных процессов вблизи максимума», — резюмирует Ашруф.
Полученые результаты помогут ученым, изучающим космос, лучше планировать траектории спутников, избегая столкновений с мусором.
«Когда солнечная активность превышает определенные уровни, спутники — точно так же, как и космический мусор — быстрее теряют высоту, требуя больше коррекций орбиты. Это напрямую влияет на то, как долго они остаются на орбите и сколько топлива им нужно, особенно для миссий, запускаемых вблизи солнечного максимума. Примечательно, что вся эта информация получена от объектов, запущенных еще в 1960-х годах. Они до сих пор служат науке как ценный инструмент для изучения долгосрочных эффектов солнечной активности на термосферу», — заключила исследовательница.
