Γιατί οι ηλιακές γεωμαγνητικές καταιγίδες καταστρέφουν δορυφόρους όπως το SpaceX Starlink

Ο ήλιος πέφτει σε χειμερία νάρκη – αλλά ξυπνάει και τα επόμενα χρόνια μπορεί να δούμε περισσότερους δορυφόρους να καταστρέφονται ή να καταστρέφονται από ηλιακές καταιγίδες από ποτέ.

Το SpaceX του Έλον Μασκ αισθάνεται το τσίμπημα αυτής της ηλιακής απειλής αυτή την εβδομάδα: Η εταιρεία αναμένει να χάσει σχεδόν μια πλήρη εκτόξευση δορυφόρων Διαδικτύου Starlink μετά από μια γεωμαγνητική καταιγίδα που διέκοψε την ατμόσφαιρα της Γης και έστειλε περίπου 40 από το διαστημόπλοιο σε πρόωρη, φλογερή κατάρρευση.

Όμως αυτές οι καταιγίδες δεν είναι ασυνήθιστες, εξήγησαν στο CNBC ειδικοί του διαστημικού καιρού και αναμένεται να επιδεινωθούν μόνο τα επόμενα χρόνια. Ο ήλιος ξεκίνησε έναν νέο 11ετή ηλιακό κύκλο τον Δεκέμβριο του 2019 και τώρα ανεβαίνει στο «ηλιακό μέγιστο» που αναμένεται να χτυπήσει το 2025.

«Ο λόγος για τον οποίο [οι ηλιακές καταιγίδες] δεν ήταν μεγάλη υπόθεση είναι επειδή, τα τελευταία τρία έως τέσσερα χρόνια, βρισκόμαστε σε αυτό που ονομάζουμε «ηλιακό ελάχιστο»», δήλωσε στο CNBC η ερευνήτρια της Aerospace Corp, Tamitha Skov.

Αξίζει να σημειωθεί ότι το πρόσφατο ηλιακό ελάχιστο συμπίπτει με μια τεράστια αύξηση του αριθμού των δορυφόρων σε χαμηλή τροχιά της Γης. Περίπου 4,000 μικροί δορυφόροι έχουν εκτοξευθεί τα τελευταία τέσσερα χρόνια, σύμφωνα με ανάλυση της Bryce Tech – με τη συντριπτική πλειονότητα αυτών να λειτουργούν σε χαμηλές τροχιές.

«Πολλά από αυτά τα εμπορικά εγχειρήματα… δεν καταλαβαίνουν πόσο σημαντικά μπορεί να επηρεάσει ο διαστημικός καιρός τους δορυφόρους, ειδικά αυτούς τους μικρούς δορυφόρους», είπε ο Skov.

Μια γεωμαγνητική καταιγίδα προέρχεται από τον ηλιακό άνεμο που δημιουργείται από τη δραστηριότητα του ήλιου. Η μαγνητική ασπίδα της Γης απορρίπτει την ενέργεια της ηλιακής καταιγίδας στην ανώτερη ατμόσφαιρα του πλανήτη μας και τη θερμαίνει.

«Οι περισσότεροι άνθρωποι το απολαμβάνουν πραγματικά, και δεν το συνειδητοποιούν καν – γιατί αυτό που απολαμβάνουν είναι ένα σέλας», είπε ο Skov.

Η Εθνική Υπηρεσία Ωκεανών και Ατμόσφαιρας μετρά τις γεωμαγνητικές καταιγίδες σε μια αυξανόμενη κλίμακα σοβαρότητας από G1 έως G5. Η καταιγίδα που κατέστρεψε τους δορυφόρους Starlink την περασμένη εβδομάδα αναμενόταν να είναι ένας G1, κάτι που η Erika Palmerio – ερευνήτρια στο Predictive Science – εξήγησε ότι είναι τόσο ασήμαντο και «αρκετά κοινό», που συμβαίνει έως και 1,700 φορές στον 11χρονο ηλιακό κύκλο.

«Το G5 είναι η ακραία καταιγίδα και αυτές είναι πολύ, πολύ πιο σπάνιες. Βρίσκουμε περίπου τέσσερα από αυτά ανά κύκλο», είπε ο Palmerio.

Ο Παλμέριο τόνισε ότι μια καταιγίδα G5 αποτελεί απειλή για πράγματα όπως τα ηλεκτρικά δίκτυα ή τις λειτουργίες διαστημικών σκαφών, αλλά όχι για τους ανθρώπους.

«Δεν υπάρχουν κίνδυνοι για τους ανθρώπους στο έδαφος με αυτές τις καταιγίδες», είπε ο Palmerio.

Η παρενέργεια του άλματος στην ατμοσφαιρική πυκνότητα είναι η αυξημένη αντίσταση στους δορυφόρους σε χαμηλή γήινη τροχιά, η οποία μπορεί να μειώσει την τροχιά ενός διαστημικού σκάφους - ή, στην περίπτωση των δορυφόρων Starlink, να τους κάνει να εισέλθουν ξανά και να καούν.

Η αυξημένη ακτινοβολία των γεωμαγνητικών καταιγίδων μπορεί επίσης να βλάψει τα διαστημόπλοια, είπε ο Palmerio, καίγοντας όργανα ή ανιχνευτές επί του σκάφους.

Ο Skov τόνισε ότι οι δορυφόροι Starlink είναι «πολύ μικροί» αλλά διαθέτουν μεγάλα ηλιακά πάνελ για ενέργεια, δίνοντας ουσιαστικά σε κάθε διαστημόπλοιο «τεράστια» αλεξίπτωτα.

«Ήταν κάπως αυτή η συνταγή για την καταστροφή όταν ήρθε να συρθεί», είπε ο Skov. «Μερικοί από εμάς στην κοινότητα του διαστημικού καιρού μιλούσαμε για δορυφόρους Starlink που έπεφταν από τον ουρανό εδώ και χρόνια – γιατί ξέραμε ότι ήταν θέμα χρόνου μόλις ο ήλιος μας αρχίσει να ενεργοποιείται ξανά».

Επιπλέον, η «σπογγώδης» ατμόσφαιρα της Γης σημαίνει ότι δεν υπάρχει ένα συγκεκριμένο ελάχιστο υψόμετρο στην τροχιά που να είναι ασφαλές, σύμφωνα με τον Skov. Οι δορυφόροι Starlink που καταστράφηκαν πρόσφατα βρίσκονταν σε υψόμετρο 210 χιλιομέτρων μόλις εκτοξεύτηκαν. Αυτό είναι πολύ κάτω από το υψόμετρο των 550 χιλιομέτρων όπου ανυψώνονται οι υπόλοιποι δορυφόροι του δικτύου, αλλά ο Skov είπε ότι «η δυνατότητα έλξης» εξακολουθεί να υπάρχει στην επιχειρησιακή τροχιά Starlink.

Ο Skov και ο Palmerio τόνισαν ότι η καταστροφή λόγω γεωμαγνητικών καταιγίδων συμβαίνει συχνότερα από ό,τι συνήθως πιστεύεται, δίνοντας παραδείγματα από ιστορικά ηλιακά γεγονότα.

«Το 1967, η NORAD [η Διοίκηση Αεροδιαστημικής Άμυνας της Βόρειας Αμερικής] έχασε τη σύνδεση με το ήμισυ του καταλόγου δορυφόρων της εξαιτίας μιας ηλιακής καταιγίδας», είπε ο Skov - ένα γεγονός που παραλίγο να οδηγήσει σε έναν πυρηνικό πόλεμο.

Οι καταιγίδες το 1989 κατέστρεψαν το ηλεκτρικό δίκτυο στο Κεμπέκ του Καναδά, σταμάτησαν τις συναλλαγές στο Χρηματιστήριο του Τορόντο, προκάλεσαν δυσλειτουργία ενός αισθητήρα στο διαστημικό λεωφορείο Discovery κατά την πτήση και πιστώνεται ως η αιτία της πτώσης του δορυφόρου Solar Maximum Mission από την τροχιά.

«Ξύνω μόνο την επιφάνεια», είπε ο Skov, προσθέτοντας ότι επηρεάζει επίσης τα συστήματα GPS και τα δορυφορικά τηλέφωνα «διαρκώς».

Οι λεγόμενες «Αποκριάτικες καταιγίδες του 2003» προκάλεσαν μερικές από τις πιο ισχυρές γεωμαγνητικές καταιγίδες που έχουν καταγραφεί μέχρι σήμερα, με τον Παλμέριο να λέει ότι η αυξημένη ακτινοβολία προκάλεσε την καταστροφή επιστημονικών οργάνων στο διάστημα, από την τροχιά της Γης έως την επιφάνεια του Άρη.

Η κύρια διαφορά στον τρέχοντα ηλιακό κύκλο, σε σύγκριση με τον προηγούμενο που κορυφώθηκε τον Απρίλιο του 2014, είναι οι χιλιάδες περισσότεροι δορυφόροι σε χαμηλή τροχιά της Γης.

«Αυτή είναι η άγρια, άγρια ​​δύση», είπε ο Skov.