Δύο δορυφόροι της ευρωπαϊκής διαστημικής υπηρεσίας ESA χάνουν απότομα ύψος λόγω αύξησης της ηλιακής δραστηριότητας, ένα φαινόμενο που αναμένεται να επηρεάσει τα επόμενα χρόνια εκατοντάδες άλλους δορυφόρους που γυροφέρνουν τη Γη.
Οι δορυφόροι Swarm, οι οποίοι μετρούν το μαγνητικό πεδίο του πλανήτη, χάνουν ύψος δέκα φορές ταχύτερα από το αναμενόμενο και οι τροχιές τους θα απαιτήσουν συνεχείς διορθώσεις για να μείνουν σχετικά σταθερές.
«Τα τελευταία πέντε ή έξι χρόνια, οι δορυφόροι βυθίζονταν κατά περίπου 2,5 χιλιόμετρα το χρόνο. Από πέρυσι τον Δεκέμβριο, όμως, ουσιαστικά βουτούν στην ατμόσφαιρα. Ο ρυθμός καθόδου από τον Δεκέμβριο μέχρι τον Απρίλιο έφτασε τα 20 χιλιόμετρα το χρόνο» δήλωσε στο Space.com η Άνια Στρόμε, υπεύθυνη της αποστολής Swarm.
Διαστολή της ατμόσφαιρας
Οι δορυφόροι που κινούνται σε ύψος μέχρι 400 χιλιόμετρα ουσιαστικά βρίσκονται μέσα στα ανώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας, όπου η πυκνότητα του αέρα είναι εξαιρετικά μικρή αλλά όχι μηδενική.
Λόγω τριβής με τον αραιό αέρα, τα σκάφη αυτά πρέπει περιοδικά να πυροδοτούν τους κινητήρες τους για να ανεβαίνουν ψηλότερα και να διατηρούν σταθερή την τροχιά τους για χρόνια.
Το πρόβλημα είναι ότι η ακτινοβολία και τα σωματίδια που εκπέμπει ο Ήλιος –ο λεγόμενος ηλιακός άνεμος- επηρεάζουν τα ανώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας και προκαλούν τη διαστολή τους. Αυτό αυξάνει την πυκνότητα στα ανώτερα στρώματα και αυξάνει έτσι την τριβή.
«Υπάρχουν ακόμα περίπλοκα φυσικά φαινόμενα τα οποία δεν κατανοούμε πλήρως στα ανώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας, τα οποία αλληλεπιδρούν με τον ηλιακό άνεμο» είπε η δρ Στρόμε. «Γνωρίζουμε όμως ότι η αλληλεπίδραση αυτή προκαλεί τη διόγκωση της ατμόσφαιρα. Αυτό σημαίνει ότι ο πυκνότερος αέρας φτάνει σε μεγαλύτερα υψόμετρα» εξήγησε.
Οι δορυφόροι Swarn γλίτωσαν την καταστροφή χάρη στους κινητήρες τους (ESA).
Οι δορυφόροι Swarm έχασαν ύψος τόσο απότομα ώστε η ESA αναγκάστηκε να διορθώσει εκτάκτως τις τροχιές τους πυροδοτώντας τους ενσωματωμένους κινητήρες.
Στο ίδιο περίπου ύψος κινούνται όμως εκατοντάδες άλλοι δορυφόροι χωρίς σύστημα προώθησης, όπως συμβαίνει μεταξύ άλλων με τη νέα γενιά μικρών δορυφόρων «CubeSat» που εκτοξεύονται όλο και συχνότερα από εταιρείες.
«Δεν έχουν τρόπο να ανέβουν ψηλότερα» ανέφερε η δρ Στρόμε. «Αυτό ουσιαστικά σημαίνει ότι θα έχουν μικρότερη διάρκεια ζωής σε τροχιά. Θα εισέλθουν στην ατμόσφαιρα νωρίτερα από ό,τι θα συνέβαινε στη διάρκεια του ηλιακού ελάχιστου».
Ηλιακό ελάχιστο είναι η περίοδος ύφεσης της ηλιακής δραστηριότητας στη διάρκεια ενός 11ετούς κύκλου συνεχούς αυξομείωσης. O τελευταίος ηλιακός κύκλος, ο οποίος τέλειωσε τον Δεκέμβριο του 2019, ήταν ασυνήθιστα ήσυχος με ελάχιστες ηλιακές κηλίδες, εκλάμψεις και εκπομπές στεμματικής μάζας –εκρήξεις στην επιφάνεια του άστρου που εκτοξεύουν δισεκατομμύρια τόνους φορτισμένων σωματιδίων στο Διάστημα.
Από το περασμένο φθινόπωρο, η ηλιακή δραστηριότητα άρχισε να αυξάνεται και πάλι και θα συνεχίσει να αυξάνεται μέχρι το ηλιακό μέγιστο, το οποίο αναμένεται σε μερικά χρόνια. Ήδη όμως η δραστηριότητα του άστρου είναι εντονότερη από το αναμενόνενο.
«Η ηλιακή δραστηριότητα είναι πολύ ισχυρότερη από ό,τι έδειχναν οι επίσημες προβλέψεις» επισήμανε ο Χιου Λιούις του Πανεπιστημίου του Σαουθάμπτον στη Βρετανία, ο οποίος μελετά τη συμπεριφορά δορυφόρων σε χαμηλή γήινη τροχιά.
«Η τρέχουσα δραστηριότητα βρίσκεται μάλιστα κοντά στο μέγιστο επίπεδο που έχει προβλεφθεί για τον τρέχοντα ηλιακό κύκλο, ενώ απέχουμε ακόμα 2 με 3 χρόνια από το ηλιακό μέγιστο».
Χάθηκαν δεκάδες δορυφόροι της SpaceX
Οι δορυφόροι Swarm δεν είναι οι μόνοι που επηρεάζονται από τον λεγόμενο διαστημικό καιρό. Τον Φεβρουάριο, η SpaceX έχασε 40 νέους δορυφόρους λόγω ηλιακής καταιγίδας που ξέσπασε λίγο μετά την εκτόξευσή τους.
Οι δορυφόροι της υπηρεσίας δορυφορικού Διαδικτύου Starlink της SpaceX κινούνται κανονικά σε ύψος 550 χιλιομέτρων, πάνω από τη ζώνη υψηλού κινδύνου. Ωστόσο ο πύραυλος με τον οποίο εκτοξεύονται τους απελευθερώνει σε μικρότερο ύψος 350 χιλιομέτρων, και η SpaceX ανεβάζει στη συνέχεια το ύψος τους πυροδοτώντας το ενσωματωμένο σύστημα προώθηση.
Η εταιρεία του Έλον Μασκ υποστηρίζει ότι η τακτική αυτή έχει πλεονεκτήματα, καθώς σε περίπτωση που ένας δορυφόρος παρουσιάσει τεχνικό πρόβλημα πριν φτάσει την τελική του τροχιά επιβραδύνεται και τελικά πέφτει στη Γη χωρίς να αφήσει διαστημικά σκουπίδια.
Το περιστατικό του Φεβρουαρίου συνέβη πριν προλάβουν οι 40 δορυφόροι να φτάσουν στην τελική, ασφαλή τροχιά τους.
Το μόνο θετικό με την αύξηση της ηλιακής δραστηριότητας είναι ότι η αυξημένη τριβή με την ατμόσφαιρα θα ρίξει εκτός τροχιάς αναρρίθμητα διαστημικά σκουπίδια που περιφέρονται σε χαμηλό ύψος.
Περίπου 228 εκατομμύρια τέτοια αντικείμενα κινούνται σήμερα γύρω από τον πλανήτη και απειλούν όλο και περισσότερο τις διαστημικές επιχειρήσεις.