Aggasztó, ami az űrben történik, sorra zuhannak le a műholdak

A Nap fokozódó aktivitása idő előtt elpusztított három ausztrál műholdat, amelyek a tervezett fél év helyett mindössze két hónapig működtek. A váratlan esemény rávilágít arra, hogy a naptevékenység kiszámíthatatlansága komoly kihívásokat jelent az űrkutatás számára, és arra ösztönöz, hogy jobban megértsük a központi csillagunk viselkedését.

Az elmúlt héten három apró ausztrál műhold tért vissza idő előtt a Föld légkörébe. A Curtin Egyetem Binar Space Programjának CubeSat típusú műholdjai, a Binar-2, Binar-3 és Binar-4 alacsony Föld körüli pályán (nagyjából 2000 km alatti magasságban) keringtek, így a sorsuk az volt, hogy idővel elégjenek a légkörben, korai pusztulásuk mégis meglepte a szakértőket; az eredetileg tervezett hat hónap helyett mindössze két hónapig üzemeltek. Az ijesztő jelenség mögött az erős naptevékenység állhat - olvasható a The Conversation cikkében.

A fokozott naptevékenység komoly veszélyt jelent a műholdakra
Fotó: Science Photo Library via AFP

Erős naptevékenység: ezért tébolyodnak meg a Föld körül keringő műholdak?

A műholdak idő előtti megsemmisülésének hátterében a Nap fokozott aktivitása áll, ami az utóbbi években egyre komolyabb kihívást jelent a műholdakat üzemeltető szakemberek számára. A Nap aktivitása napfoltok, napkitörések és napszél formájában jelentkezik. A napszél egy töltött részecskékből álló „folyam”, amely a Napból indul a Föld felé. Ez a jelenség a Nap folyamatosan változó mágneses teréből ered, amely körülbelül 11 évente átrendeződik, és pillanatnyilag ennek közepén, az aktivitás csúcsán tartunk. Ezt a ciklust „25. napszél-ciklusnak” nevezik, és most a vártnál sokkal intenzívebb aktivitás tapasztalható.

A Nap megnövekedett aktivitása az úgynevezett „űridőjárás” formájában fejti ki hatását.

Az űridőjárás, amely a Föld atmoszféráján kívülről érkező környezeti hatásokat jelenti, számos módon befolyásolja a Földet és az űrbe telepített eszközöket. A legismertebb hatása a sarki fény, amely az utóbbi hónapokban a megszokottnál jóval erőteljesebben volt látható, sőt, a szokásosnál délebbi területeken is megfigyelték. Emellett a fokozott naptevékenység erős napszelet és ionizáló sugárzást eredményez, ami több problémát is okozhat a műholdak számára: 

• elektronikai rendszerek károsodása,
•  hosszú távú rádiókapcsolat kiesése 
• és az alacsony Föld körüli pályán keringő műholdak esetében pályájuk csökkenése figyelhető meg.

Elkerülhetetlen volt a műholdak pusztulása

A Binar CubeSat műholdak is alacsony Föld körüli pályán keringtek, ami különösen érzékeny a Nap fokozott aktivitására. A Nap sugárzása extra energiát juttat a külső légkörbe, amely ettől kitágul, így növekszik a légköri ellenállás. Az olyan műholdak, amelyek kevesebb mint 1000 km-re vannak a Földtől, nagyobb atmoszférikus súrlódást tapasztalnak, ami pályájuk csökkenéséhez vezet. Bár a nagyobb műholdak, például a Starlink űreszközök, képesek ezt a hatást hajtóművekkel kompenzálni, az egyetemi kísérleti műholdak, mint a Binar CubeSatok, erre képtelenek.

A Curtin Egyetem Binar Space Programja az űrkutatás fejlődésének elősegítését és az űrbeli működés költségeinek csökkentését tűzte ki célul. A Binar program első műholdját, a Binar-1-et 2021 szeptemberében bocsátották fel, amikor a Nap aktivitása még alacsonyabb volt. A Binar-1, amely egy 10 cm-es kockaműhold, 420 km-es magasságban keringett, és 364 napig maradt pályán. A küldetés második szakasza – a Binar-2, Binar-3 és Binar-4 – szintén ilyen méretű műholdakból állt, ám már nagyobb felületű, kihajtható napelemekkel rendelkeztek, esetükben a tervezett időtartam hat hónap volt. 

A váratlanul erős napszél és napkitörések miatt azonban ezek a műholdak mindössze két hónapig bírták a Föld körüli pályán, majd elégtek.

Bár a Binar-2, Binar-3 és Binar-4 korai visszatérése részben kudarcként könyvelhető el, fontos információkat nyújtott az űridőjárás váratlan hatásairól, valamint kiemelte a pontosabb űridőjárás-előrejelzés fontosságát. A Nap aktivitása előreláthatóan 2026-ra csökkenhet, és 2030-ra ismét eléri a minimumot.