Cel NASA, jakim jest powrót ludzi na Księżyc do 2024 r., Jest zagrożony z powodu surowej pogody kosmicznej

Słoneczni meteorolodzy przewidzieli, że misja NASA Artemis polegająca na wysłaniu pierwszej kobiety i następnego mężczyzny na Księżyc do 2024 r. Może być zagrożona z powodu surowej pogody kosmicznej.

Naukowcy z University of Reading spojrzeli wstecz na dane dotyczące pogody kosmicznej od ponad 150 lat, aby znaleźć wzorce dotyczące chronometrażu najbardziej ekstremalnych zdarzeń.

Zespół ostrzegł, że planowane misje sprowadzenia ludzi z powrotem na Księżyc należy przyspieszyć, aby uniknąć uderzenia w jeden z najbardziej ruchliwych okresów ostrej pogody kosmicznej.

Te ekstremalne zdarzenia, w tym burze i wiatry słoneczne, są niezwykle niebezpieczne dla astronautów i satelitów, a nawet zakłócają sieci energetyczne, jeśli dotrą do Ziemi.

Po raz pierwszy naukowcy odkryli, że ekstremalne zjawiska pogodowe w kosmosie częściej pojawiają się na początku w parzystych cyklach słonecznych i późno w nieparzystych cyklach – takich jak te dopiero się rozpoczynające, a następna runda ma nastąpić między 2026 r. i 2030 r.

Odkrycia te mogą mieć wpływ na misję Artemis, która planuje powrót ludzi na Księżyc w 2024 r., Ale może przesunąć ją na koniec 2020 r.

„Wielki pożar” pojawił się na niebie w dziesiątkach miast w Europie i Azji w 1582 roku, a relacje naocznych świadków tej burzy słonecznej zostały ujawnione. W tamtym czasie ludzie nie byli świadomi, że wydarzenie to była potężna burza słoneczna, ale współcześni astronomowie używają burz do przewidywania przyszłej aktywności Słońca (zdjęcie stockowe)

Profesor Matthew Owens, fizyk kosmiczny i współautor badania, powiedział, że zdarzenia dotyczące pogody kosmicznej były wcześniej uważane za losowe w czasie.

Jednak badania te wskazują, że są one bardziej przewidywalne i zwykle następują po tych samych „sezonach” aktywności, co mniejsze kosmiczne zdarzenia pogodowe.

„Ale pokazują również pewne istotne różnice w bardziej aktywnym sezonie, co może pomóc nam uniknąć szkodliwych skutków pogody kosmicznej”.

Zespół twierdzi, że ich odkrycia pomogą kosmicznym prognozom pogody przewidzieć następną dekadę obecnego cyklu słonecznego, który właśnie się rozpoczął.

„ Wskazuje to, że wszelkie ważne misje kosmiczne w nadchodzących latach – w tym powrót astronautów na Księżyc, a następnie na Marsa – będą mniej narażone na ekstremalne zjawiska pogodowe w pierwszej połowie cyklu słonecznego ” – powiedział Owens powiedziany.

Ekstremalna pogoda kosmiczna jest napędzana przez masowe erupcje plazmy ze słońca, zwane koronalnymi wyrzutami masy, które docierają do Ziemi, powodując globalne zaburzenia magnetyczne.

Poprzednie badania zasadniczo skupiały się na dotkliwości ekstremalnych zjawisk pogodowych w kosmosie, na podstawie obserwacji wydarzeń z przeszłości.

Przewidywanie ich czasu jest trudniejsze ze względu na niewielką liczbę ekstremalnych wydarzeń, więc istnieje stosunkowo niewiele danych historycznych, na podstawie których można zidentyfikować wzorce.

W nowym badaniu naukowcy po raz pierwszy zastosowali nową metodę do modelowania statystycznego czasu burzy.

Przyjrzeli się danym z ostatnich 150 lat – najdłuższego okresu dostępnego dla tego typu badań – zarejestrowanych przez przyrządy Ziemi, które mierzą pola magnetyczne w ziemskiej atmosferze, zlokalizowane w Wielkiej Brytanii i Australii.

Słońce przechodzi regularne 11-letnie cykle swojego pola magnetycznego, o czym świadczy liczba plam słonecznych na jego powierzchni.

Podczas tego cyklu magnetyczne północne i południowe bieguny Słońca zamieniają się miejscami.

Każdy cykl obejmuje maksymalny okres czasu słonecznego, podczas którego aktywność słoneczna osiąga szczyt, oraz niższą fazę słoneczną.

Wcześniejsze badania wykazały, że umiarkowana pogoda kosmiczna jest bardziej tolerowana podczas maksymalnej liczby plam słonecznych niż w okresie wokół minimalnego słońca, a bardziej tolerowana podczas cykli z większą liczbą plam.

Jest to jednak pierwsze badanie, które pokazuje, że ten sam wzorzec odnosi się również do ekstremalnych wydarzeń, takich jak burze słoneczne, w wyniku których naładowane cząstki uderzają w Ziemię.

READ  Planowane duże misje kosmiczne na 2022

Bardziej niedawne zdarzenie, które mogło zakończyć się ofiarami śmiertelnymi, miało miejsce w 1973 roku (na zdjęciu). Stało się to w erze Apollo, kiedy burza słoneczna przeszła przez Ziemię w sierpniu, ale na szczęście astronauci, którzy badali Księżyc w tym roku, wrócili do domu kilka miesięcy temu.

Głównym odkryciem było jednak to, że ekstremalne zjawiska pogodowe w kosmosie częściej występują na początku w parzystych cyklach słonecznych i późno w nieparzystych cyklach, takich jak cykl 25, który rozpoczął się w grudniu 2019 r.

Naukowcy uważają, że może to być spowodowane kierunkiem szeroko zakrojonego pola magnetycznego Słońca, które zmienia kierunek na jego krańcu, a więc wskazuje na odwrócenie pola magnetycznego Ziemi na początku w parzystych cyklach i późno w nieparzystych cyklach.

Te nowe badania nad synchronizacją pogody kosmicznej umożliwiają prognozowanie ekstremalnych warunków pogodowych podczas 25. cyklu słonecznego.

Poprzednie obserwacje Solar Orbiter uchwyciły oszałamiające obrazy „pożarów” na powierzchni Słońca, niektóre nawet większe niż cała planeta Ziemia.

Przejście w pobliżu peryhelium rok po wystrzeleniu, 10 lutego 2021 r., Które pokonało statek kosmiczny w połowie drogi między Ziemią a gwiazdą, było jedną z takich okazji dla zespołów do prowadzenia obserwacji ad hoc.

Dzięki temu można go wykorzystać do zaplanowania harmonogramu działań, na które mogą mieć wpływ ekstremalne warunki pogodowe w kosmosie, takich jak konserwacja sieci energetycznej na Ziemi, operacje satelitarne lub duże misje kosmiczne.

Wyniki wskazują, że wszelkie poważne operacje planowane po kolejnych pięciu latach będą musiały uwzględniać większe prawdopodobieństwo wystąpienia trudnej pogody kosmicznej w późniejszym okresie obecnego cyklu słonecznego między 2026 a 2030 rokiem.

Wielka eksplozja słoneczna w sierpniu 1972 roku, między misjami NASA Apollo 16 i 17, była na tyle potężna, że ​​mogła spowodować poważne problemy techniczne lub zdrowotne astronautów, gdyby miała miejsce podczas lotu lub wokół Księżyca.

Wyniki zostały opublikowane w czasopiśmie Fizyka Słońca.

Burze słoneczne stanowią oczywiste zagrożenie dla gwiazd i mogą uszkodzić satelity

Burze słoneczneLub aktywność słoneczną można podzielić na Cztery główne elementy Może mieć wpływ na ziemię:

• Latarki słoneczne: Wielka eksplozja w atmosferze słonecznej. Te poświaty są wykonane z fotonów, które przemieszczają się bezpośrednio z miejsca poświaty. Rozbłyski słoneczne wpływają na Ziemię tylko wtedy, gdy występują po stronie Słońca, która jest zwrócona w stronę Ziemi.
• Wyrzut masy wieńcowej (CME)Duże chmury plazmy i pola magnetycznego emanujące ze słońca. Chmury te mogą wybuchać w dowolnym kierunku, a następnie kontynuować w tym kierunku, przedzierając się przez wiatr słoneczny. Chmury te wpływają na ziemię tylko wtedy, gdy są skierowane na ziemię.
• Szybkie prądy wiatru słonecznego: Pochodzą one z dziur koronalnych w słońcu, które powstają w dowolnym miejscu na słońcu i zwykle tylko w pobliżu równika słonecznego wiatry wpływają na Ziemię.
• Cząsteczki energii słonecznej: Cząsteczki o wysokiej energii, które są uważane za uwalniane głównie w wyniku wstrząsów powstałych przed koronalnym wyrzutem masy i rozbłyskami słonecznymi. Kiedy chmura CME przepływa przez wiatr słoneczny, cząsteczki energii słonecznej mogą być wytwarzane, a ponieważ są naładowane, podążają za liniami pola magnetycznego między Słońcem a Ziemią. Tylko naładowane cząstki, które podążają za liniami pola magnetycznego przecinającymi się z Ziemią, będą miały wpływ.

READ  Promień kosmiczny rzuca nowe światło na starożytną grecką osadę liczącą 7000 lat

Chociaż może się to wydawać niebezpieczne, astronauci nie są bezpośrednio zagrożeni tymi zjawiskami ze względu na stosunkowo niską orbitę misji załogowych.

Jednak muszą obawiać się skumulowanej ekspozycji podczas chodzenia w kosmosie.

To zdjęcie pokazuje koronalne dziury Słońca na zdjęciu rentgenowskim. Zewnętrzna atmosfera słoneczna, korona, składa się z silnych pól magnetycznych, które po zamknięciu mogą powodować uwalnianie bąbelków lub jęzorów gazu oraz pola magnetyczne zwane koronalnym wyrzutem masy.

Uszkodzenia spowodowane burzami słonecznymi

Eksplozje słoneczne mogą zniszczyć satelity i pociągają za sobą ogromne koszty finansowe.

Naładowane cząstki mogą również zagrozić liniom lotniczym, zakłócając ziemskie pole magnetyczne.

Bardzo duże palniki mogą wytwarzać prądy w sieciach elektrycznych i odcinać dopływ prądu.

Kiedy masowe pociski koronalne uderzają w Ziemię, powodują wzmocnione burze geomagnetyczne i zorze polarne.

Mogą wyłączyć fale radiowe i współrzędne GPS oraz przeciążyć systemy elektryczne.

Duży przepływ energii może wpłynąć do sieci wysokiego napięcia i trwale uszkodzić transformatory.

Może to doprowadzić do zamknięcia firm i domów na całym świecie.

Źródło: NASA – burza słoneczna i pogoda kosmiczna