W końcu wiemy, co gotuje satelity na orbicie. To kosmiczna iskra
Naukowcy z Los Alamos odkryli, co powoduje szkodliwe wyładowania na satelitach. Nowe dane mają pomóc w ochronie elektroniki w kosmosie.
Dlaczego satelity nagle przestają działać, mimo braku widocznych uszkodzeń mechanicznych? Naukowcy z Los Alamos National Laboratory poznali przyczynę zjawiska, które od lat frustrowało inżynierów misji kosmicznych. W najnowszym badaniu wykazano, że za nagłe wyładowania elektryczne mogące uszkodzić elektronikę pokładową odpowiada wzrost aktywności elektronów w otoczeniu satelity.
Kosmiczna iskra. Jak powstają SED-y?
Zjawisko znane jako Spacecraft Environment Discharges (SED) to krótkotrwałe wyładowania elektryczne, które mogą zakłócać lub uszkadzać systemy komunikacyjne i elektronikę na pokładzie satelitów. Choć od dawna wiadomo, że takie wyładowania mają miejsce, dopiero teraz udało się ustalić ich bezpośrednią przyczynę. Chodzi o nadmierne nagromadzenie elektronów na powierzchni statku kosmicznego.
Mechanizm działania przypomina klasyczną elektryczność statyczną – jak wtedy, gdy ładujemy się chodząc po dywanie, czy ocieramy linijką o włosy, a potem doświadczamy kopnięcia przy dotknięciu klamki. W przypadku satelitów takim dywanem jest jednak przestrzeń kosmiczna, a klamką metalowe panele narażone na zmienne warunki plazmy.
Dowody są w liczbach
Do potwierdzenia hipotezy posłużyły dane z satelity STP-Sat6 działającego na geostacjonarnej orbicie. Na jego pokładzie znajdują się dwa istotne dla badania instrumenty: czujnik aktywności elektronów oraz detektor sygnałów radiowych, które wskazują na momenty wyładowań.
Przeczytaj także:
Zespół z Los Alamos przeanalizował rok pomiarów, identyfikując ponad 270 okresów intensywnych wyładowań oraz setki epizodów wzmożonej aktywności elektronów. Co istotne, aż w 75 proc. przypadków wyładowania następowały od 24 do 45 min po szczycie aktywności elektronowej. Sugeruje to, że zgromadzenie ładunku następuje stopniowo aż do osiągnięcia punktu krytycznego.
To może być nowa droga do przewidywania usterek w kosmosie
Wyniki badania mają ogromny potencjał praktyczny. Skoro wiadomo już, że wzrost aktywności elektronów poprzedza wyładowania, to w przyszłości może być możliwe opracowanie systemów prognozowania ryzyka uszkodzeń jeszcze przed ich wystąpieniem. Monitoring aktywności elektronów w czasie rzeczywistym mógłby pozwolić na szybką reakcję, np. wyłączenie wrażliwych systemów na czas.
Dodatkowo naukowcy odkryli, że szczególnie groźny jest przedział od 7,9 do 12,2 keV, gdzie aktywność elektronów najczęściej prowadziła do wyładowań. To pozwala lepiej dobrać materiały i konstrukcje chroniące przyszłe satelity.
*Grafika wprowadzająca wygenerowana przez AI
