چرا طوفان های ژئومغناطیسی خورشیدی ماهواره هایی مانند SpaceX Starlink را نابود می کنند؟

خورشید در خواب زمستانی بوده است – اما در حال بیدار شدن است و در چند سال آینده ممکن است ماهواره‌های بیشتری در اثر طوفان‌های خورشیدی آسیب دیده یا نابود شوند.

اسپیس ایکس ایلان ماسک این هفته تهدید خورشیدی را احساس می کند: این شرکت انتظار دارد پس از یک طوفان ژئومغناطیسی که جو زمین را مختل کرد و حدود 40 فضاپیما را به مرگ زودرس و آتشین فرستاد، تقریباً یک پرتاب کامل از ماهواره های اینترنتی Starlink را از دست بدهد.

اما کارشناسان هواشناسی فضایی به CNBC توضیح دادند که این طوفان‌ها غیرعادی نیستند و انتظار می‌رود در چند سال آینده بدتر شوند. خورشید یک چرخه 11 ساله جدید خورشیدی را در دسامبر 2019 آغاز کرد و اکنون به "حداکثر خورشیدی" می رسد که انتظار می رود در سال 2025 برسد.

Tamitha Skov، دانشمند تحقیقاتی شرکت هوافضا، به CNBC گفت: «دلیل اینکه [طوفان‌های خورشیدی] مشکل بزرگی نبوده‌اند این است که در سه تا چهار سال گذشته، ما به چیزی که «حداقل خورشیدی» می‌گوییم، بوده‌ایم.

نکته قابل توجه، حداقل خورشیدی اخیر با افزایش شدید تعداد ماهواره ها در مدار پایین زمین همزمان است. بر اساس تحلیل Bryce Tech، در چهار سال گذشته حدود 4,000 ماهواره کوچک پرتاب شده است که اکثریت قریب به اتفاق آن ها در مدارهای پایین کار می کنند.

اسکوف گفت: «بسیاری از این سرمایه‌گذاری‌های تجاری... نمی‌دانند که آب و هوای فضا چقدر می‌تواند بر ماهواره‌ها، به ویژه این ماهواره‌های کوچک تأثیر بگذارد».

یک طوفان ژئومغناطیسی از باد خورشیدی ناشی از فعالیت خورشید ناشی می شود. سپر مغناطیسی زمین، انرژی طوفان خورشیدی را به جو فوقانی سیاره ما می ریزد و آن را گرم می کند.

اسکوف گفت: «بیشتر مردم واقعاً از آن لذت می‌برند، و حتی متوجه نمی‌شوند - زیرا چیزی که از آن لذت می‌برند یک شفق است.»

اداره ملی اقیانوسی و جوی طوفان های ژئومغناطیسی را در مقیاس شدت فزاینده از G1 تا G5 اندازه گیری می کند. انتظار می‌رفت طوفانی که هفته گذشته ماهواره‌های استارلینک را نابود کرد، یک G1 باشد، که اریکا پالمریو - دانشمند محقق در Predictive Science - توضیح داد که هم جزئی و هم «کاملاً رایج» است و 1,700 بار در چرخه 11 ساله خورشیدی اتفاق می‌افتد. .

G5 یک طوفان شدید است و این طوفان‌ها بسیار نادرتر هستند. پالمریو گفت: ما حدوداً چهار مورد از آنها را در هر چرخه پیدا می کنیم.

پالمریو تاکید کرد که طوفان G5 تهدیدی برای چیزهایی مانند شبکه های برق یا عملیات فضاپیما است، اما نه برای مردم.

پالمریو گفت: «این طوفان‌ها هیچ خطری برای انسان روی زمین وجود ندارد.

عارضه جانبی پرش در چگالی اتمسفر، افزایش کشش ماهواره‌هایی است که در مدار پایین زمین قرار دارند، که می‌تواند مدار فضاپیما را کاهش دهد - یا در مورد ماهواره‌های Starlink، باعث ورود مجدد و سوختن آنها شود.

پالمریو گفت که تشعشعات افزایش یافته طوفان های ژئومغناطیسی همچنین می تواند به فضاپیماها آسیب برساند و به ابزار سوزاندن یا آشکارسازهای موجود در هواپیما آسیب برساند.

اسکوف تأکید کرد که ماهواره‌های استارلینک «بسیار کوچک» هستند، اما پنل‌های خورشیدی بزرگی برای تأمین انرژی دارند که اساساً به هر فضاپیما چترهای «عظیم» می‌دهند.

اسکوف گفت: «این یک نوع دستور العمل برای فاجعه بود. برخی از ما در جامعه هواشناسی فضایی سال‌ها در مورد سقوط ماهواره‌های استارلینک از آسمان صحبت می‌کنیم – زیرا می‌دانستیم که به محض اینکه خورشید دوباره شروع به فعال شدن کرد، فقط یک مسئله زمان بود.

علاوه بر این، به گفته Skov، جو "اسفنجی" زمین به این معنی است که حداقل ارتفاع مشخصی در مدار وجود ندارد که امن باشد. ماهواره‌های استارلینک که اخیراً منهدم شده‌اند در ارتفاع ۲۱۰ کیلومتری قرار داشتند که به تازگی پرتاب شده‌اند. این ارتفاع بسیار پایین‌تر از ارتفاع 210 کیلومتری است که بقیه ماهواره‌های شبکه تا آن بلند شده‌اند، اما اسکوف گفت: «پتانسیل درگ» هنوز در مدار عملیاتی Starlink وجود دارد.

اسکوف و پالمریو با ذکر مثال هایی از رویدادهای تاریخی خورشیدی تأکید کردند که تخریب ناشی از طوفان های ژئومغناطیسی بیشتر از آنچه تصور می شود اتفاق می افتد.

اسکوف گفت: «در سال 1967، NORAD [فرماندهی دفاع هوافضای آمریکای شمالی] به دلیل طوفان خورشیدی ارتباط خود را با نیمی از کاتالوگ ماهواره‌های خود از دست داد، رویدادی که تقریباً به یک جنگ هسته‌ای منجر شد.

طوفان در سال 1989 شبکه برق را در کبک، کانادا قطع کرد، تجارت در بورس تورنتو را متوقف کرد، باعث شد یک سنسور در شاتل فضایی دیسکاوری در حین پرواز دچار اختلال شود و به عنوان علت سقوط ماهواره حداکثر ماموریت خورشیدی از مدار شناخته می شود.

اسکوف گفت: «من فقط سطح را می‌خراشم»، و افزود که این موضوع همیشه بر سیستم‌های GPS و تلفن‌های ماهواره‌ای تأثیر می‌گذارد.

به اصطلاح "طوفان های هالووین سال 2003" باعث ایجاد برخی از قوی ترین طوفان های ژئومغناطیسی ثبت شده تا به امروز شد و پالمریو می گوید تشعشعات افزایش یافته باعث تخریب ابزارهای علمی در فضا از مدار زمین تا سطح مریخ شده است.

تفاوت عمده در چرخه خورشیدی فعلی، در مقایسه با چرخه قبلی که در آوریل 2014 به اوج خود رسید، هزاران ماهواره بیشتر در مدار پایین زمین است.

اسکوف گفت: «این غرب وحشی و وحشی است.