Jak przewidzieć pogodę w kosmosie

Nieocenione w niezliczonych zastosowaniach satelity są również bardzo delikatne. Całkowicie realne jest zagrożenie zniszczenia sprzętu wartego setki miliardów euro w wyniku jednej nietypowej erupcji słonecznej.

W ramach finansowanego ze środków UE projektu SPACECAST (Protecting space assets from high energy particles by developing European dynamic modelling and forecasting capabilities) opracowano system czasu rzeczywistego do oceny zagrożenia promieniowaniem kosmicznym, aby chronić satelity nawigacyjne, telekomunikacyjne i inne.

Obecnie jest po raz pierwszy możliwe prognozowanie poziomów promieniowania dla wielu różnych orbit, od orbity geostacjonarnej po region przydziałów orbitalnych, w tym średniej orbity okołoziemskiej.

Nowy system umożliwia wykrywanie i prognozowanie cząstek promieniowania wysokoenergetycznego w zewnętrznym pasie radiacyjnym Ziemi. Dzięki zastosowaniu dwóch wyjątkowych modeli prognostycznych system dostarcza operatorom satelitów konkretnych wskaźników ryzyka.

Jedną z kluczowych cech systemu jest fakt obliczania poziomów promieniowania na podstawie fizycznych interakcji falowo-cząsteczkowych. Obserwacje już od dawna wykazywały, że określone typy fal elektromagnetycznych o bardzo niskiej częstotliwości mogą zwiększać lub zmniejszać poziomy promieniowania kosmicznego. Zmiany te są obecnie uwzględniane w modelach prognostycznych. Dzięki temu naukowcy wykazali, że fale towarzyszące mogą przyspieszać elektrony do bardzo wysokich energii, a przyspieszenie to ma miejsce na orbicie geostacjonarnej.

Poza wykrywaniem cząstek wysokoenergetycznych system dostarcza też w czasie rzeczywistym odczyty poziomu elektronów średnioenergetycznych. Mogą one narazić satelitę na działanie ładunku statycznego, potencjalnie niszcząc takie podzespoły, jak na przykład panele słoneczne. Dotychczas dostarczanie takich odczytów nastręczało poważnych trudności. Fińskim partnerom projektu udało się ten cel osiągnąć poprzez przystosowanie obecnych modeli badawczych do pracy w czasie rzeczywistym przy jednoczesnym uwzględnieniu interakcji elektrycznych wiatru słonecznego z magnetosferą Ziemi.

Na przestrzeni każdego 11-letniego cyklu aktywności Słońca liczba burz magnetycznych o natężeniu umiarkowanym do dużego waha się od około 15 do 60 rocznie. Ostatni szczyt aktywności słonecznej przypadł na rok 2014, natomiast w 2015 r. liczba burz magnetycznych zaczęła się zmniejszać. Nowy system prognozowania z cogodzinnymi aktualizacjami danych pomoże w chronieniu satelitów przed takimi burzami.