Atividade solar imprevisível envia satélites em queda livre para a Terra: WebCuriosos
Na semana passada, três pequenos satélites australianos da Universidade Curtin Programa Espacial Binário queimado na atmosfera da Terra. Isso sempre iria acontecer. Na verdade, Binar significa “bola de fogo” na língua Noongar do povo das Primeiras Nações de Perth.
Quando um satélite está em órbita baixa da Terra (2.000 km ou menos), ele sofre decaimento orbital à medida que se aproxima cada vez mais da superfície, eventualmente queimando.
Mas estes satélites cubo (CubeSats)conhecidos como Binar-2, 3 e 4, entraram na atmosfera muito antes do planejado originalmente. Duraram apenas dois meses – um terço do esperado. Isso reduziu significativamente o tempo valioso para a ciência e para testar novos sistemas.
A razão de sua morte prematura? Nosso Sol acelerou e os satélites binários estão longe de ser a única vítima. A alta atividade solar recente tem causado uma dor de cabeça inesperada para os operadores de satélite nos últimos anos, e está apenas aumentando.
Por que o Sol é tão ativo?
A atividade solar inclui fenômenos como manchas solares, erupções solares e vento solar – o fluxo de partículas carregadas que flui em direção à Terra.
Esta atividade é um produto do campo magnético em constante mudança do Sol, e aproximadamente a cada 11 anos, ele vira completamente. No ponto médio deste ciclo, a atividade solar atinge o seu máximo.
Embora este ciclo seja conhecido, é difícil prever a atividade solar específica – a dinâmica é complexa e a previsão solar está ainda na sua infância.
Nos últimos meses, os indicadores de atividade solar foram mais do que uma vez e meia maior do que as previsões para este ponto do ciclo atual, rotulado ciclo solar 25.
O impacto do clima espacial
O clima espacial refere-se aos efeitos ambientais que se originam fora da nossa atmosfera (principalmente do Sol). Afeta-nos na Terra de várias maneiras perceptíveis e imperceptíveis.
O mais óbvio é a presença de auroras. Nos últimos meses, as auroras têm sido visíveis com muito mais intensidade e mais perto do equador do que nas últimas duas décadas. Este é um resultado direto o aumento da atividade solar.
O clima espacial, e a atividade solar em particular, também criam desafios adicionais para os satélites e os operadores de satélites.
Maior atividade solar significa mais erupções solares e vento solar mais forte – resultando em um maior fluxo de partículas carregadas que podem danificar ou interromper componentes elétricos em satélites.
Significa também um aumento na radiação ionizante, resultando em um dose mais alta para astronautas e pilotose possíveis interrupções comunicações de rádio de longa distância.
Mas para satélites em órbita baixa da Terra, o efeito mais consistente da atividade solar é que a energia extra é absorvida pela atmosfera exterior, fazendo com que ela se desloque. balão para fora.
Como resultado, todos os satélites a menos de 1.000 km da Terra experimentar um aumento significativo arrasto atmosférico. Esta é uma força que perturba a sua órbita e faz com que caiam em direção à superfície do planeta.
Satélites notáveis nesta região incluem a Estação Espacial Internacional e a constelação Starlink. Esses satélites possuem propulsores para neutralizar esse efeito, mas essas correções podem ser caras.
A órbita baixa da Terra também contém muitos satélites universitários, como o Binar CubeSats. Os satélites cubo raramente estão equipados com ferramentas que possam ajustar a sua altitude, por isso estão inteiramente à mercê do clima espacial.
O que aconteceu com Binar?
O Programa Espacial Binar é um programa de pesquisa de satélites operando na Curtin University. O objetivo é avançar na nossa compreensão do Sistema Solar e diminuir a barreira para operar no espaço.
O programa iniciou operações com seu primeiro satélite, Binar-1em setembro de 2021. Isso ocorreu menos de um ano após o início do ciclo solar 25, quando a atividade solar era relativamente baixa.
Nestas condições, o satélite cúbico de dez centímetros partiu a uma altitude de 420 km e sobreviveu 364 dias completos em órbita.
A missão seguinte do programa – Binar-2, 3 e 4 – foram três CubeSats de tamanhos iguais. No entanto, esperava-se que durassem aproximadamente seis meses devido à área de superfície extra dos novos painéis solares implantáveis e um aumento previsto na atividade solar.
Em vez disso, eles sobreviveram apenas dois meses antes de queimarem. Embora as missões de satélites cúbicos sejam relativamente baratas, o término prematuro de uma missão sempre custará caro. Isto é ainda mais verdadeiro para satélites comerciaisdestacando a necessidade de previsões meteorológicas espaciais mais precisas.
A boa notícia é que o Sol vai se acalmar novamente. Apesar da actual actividade solar inesperadamente elevada, esta irá provavelmente abrandar até 2026 e espera-se que retornar ao mínimo solar em 2030.
Embora este não fosse um objectivo explícito da missão, o Programa Espacial Binar demonstrou agora de forma pungente os efeitos dramáticos da actividade solar nas operações espaciais.
Embora a perda prematura dos Binar-2, 3 e 4 tenha sido lamentável, o trabalho já começou em missões futuras. Espera-se que eles sejam lançados em um clima espacial muito mais tolerante.
Kyle McMullanDoutorando em Engenharia Aeroespacial, Universidade Curtin
Este artigo foi republicado de A conversa sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.