Naukowcy nauczyli się przewidywać pogodę w kosmosie
Choć nie jest widoczna z Ziemi, pogoda kosmiczna jest niezwykle niebezpieczna dla wrażliwej i drogiej technologii znajdującej się na ziemskiej orbicie, takiej jak stacje kosmiczne i satelity.
Aby sprostać temu wyzwaniu, badacze z Los Alamos National Laboratory opracowali Compact Space Plasma Analyzer, mały i ekonomiczny czujnik kosmiczny zdolny do monitorowania pogody kosmicznej, który pomoże chronić technologię na orbicie.
„Pogoda kosmiczna, złożona z naładowanych cząstek pochodzących ze Słońca, stwarza szereg wyzwań związanych z projektowaniem, rozwojem i działaniem satelitów i statków kosmicznych” – mówi Carlos Maldonado, główny projektant Compact Space Plasma Analyzer.
„Szczególnie interesujące dla społeczności astronomicznej są interakcje między systemami kosmicznymi działającymi w środowiskach plazmowych, które mogą prowadzić do potencjalnie niebezpiecznych poziomów ładowania różnicowego i powodować zakłócenia sygnałów GPS i komunikacyjnych” – dodaje.
Długoterminowym celem badaczy zajmujących się pogodą kosmiczną jest zwiększenie możliwości przewidywania zdarzeń związanych z nią związanych, z kilkudniowym wyprzedzeniem, w taki sam sposób, w jaki ziemskie prognozy pozwalają przewidzieć pogodę na naszej planecie.
Jak zaznaczają astronomowie, w ostatnich latach nastąpił ogromny rozwój konstelacji satelitów do zastosowań naukowych, komercyjnych i rządowych. Chociaż obecne instrumenty przeznaczone do badania pogody kosmicznej dostarczają dużo aktualnych danych, cykl ich tworzenia jest długi i kosztowny. Wymagają one również skomplikowanych prac montażowych, a także większych, cięższych i wydajniejszych systemów wsparcia operacyjnego.
Jak tłumaczą naukowcy, wzrosło zapotrzebowanie na zminiaturyzowane przyrządy zdolne do dostarczania kluczowych danych w czasie rzeczywistym przy minimalnych wymaganiach dotyczących masy, objętości i zużycia energii, dlatego jak zaznacza zespół z Los Alamos, został stworzony Compact Space Plasma Analyzer.
Motywowany postępami w konstrukcji CubeSatów (miniaturowych satelitów) oraz ograniczeniami budżetowymi dotyczącymi projektowania i startu statków kosmicznych, tani, wytrzymały czujnik z Los Alamos został opracowany by pogoda kosmiczna mogła być przez niego monitorowana w czasie rzeczywistym. Ma również służyć wspieraniu rozwiązywaniu anomalii statków kosmicznych oraz dostarczaniu cennych danych dotyczących lokalnego środowiska kosmicznego.
Compact Space Plasma Analyzer jak tłumaczą twórcy, można zastosować jako główny ładunek w CubeSatach lub jako ładunek pomocniczy w większych pojazdach kosmicznych. Umożliwia to rozmieszczenie konstelacji czujników pogody kosmicznej, które mogą uzyskiwać wielopunktowe pomiary środowiska kosmicznego. Rozmieszczenie takiej konstelacji może wpłynąć na rozumienie przez naukowców pogody kosmicznej.
„Przewidywanie pogody kosmicznej umożliwia potencjalne oszczędności rzędu setek milionów dolarów w różnych dziedzinach, od statków kosmicznych, przez lotnictwo, po naziemne sieci energetyczne” – tłumaczy Maldonado.
Zdaniem naukowców, analizator plazmy Compact Space może również zapewnić lepsze zrozumienie zjawisk fizycznych i procesów wiatru słonecznego, nauk o magnetosferze i jonosferze, prognozowania lokalnej pogody kosmicznej oraz rozwiązywania anomalii związanych ze statkami kosmicznymi.
Emil Gołoś
