Transatlantyckie badania wykraczają poza horyzont
Tym, co powoduje, że piękna zorza polarna rozświetla północne niebo, są burze słoneczne. Jednak operatorów satelitów burze przyprawiają o ból głowy – i to kosztowny. „Rozbłyski słoneczne i burze geomagnetyczne powodują wzrost intensywności naładowanych cząstek uwięzionych w ziemskim polu magnetycznym“, wyjaśnia Geoff Reeves, naukowiec z instytutu badawczego New Mexico Consortium(odnośnik otworzy się w nowym oknie) (NMC) w USA. „Gdy ta intensywność jest wysoka, ładunek może gromadzić się wewnątrz satelity i wywołać małe błyskawice, które mogą zniszczyć satelitę lub przynajmniej znacząco zakłócić jego pracę“. Na przykład ostatnie burze słoneczne zakłóciły sygnały GNSS(odnośnik otworzy się w nowym oknie) pochodzące z satelitów GPS i Galileo(odnośnik otworzy się w nowym oknie), prowadząc do błędów w obliczeniach pozycjonowania, a w niektórych przypadkach do całkowitej utraty sygnału. Trudność polega na tym, że burze słoneczne są praktycznie niemożliwe do przewidzenia. „Chociaż nie jesteśmy w stanie przewidzieć pogody kosmicznej, możemy prognozować czas jej trwania oraz nasilenie“, wyjaśnia János Lichtenberger, członek Space Research Group na Uniwersytecie Eötvös Loránd(odnośnik otworzy się w nowym oknie) (ELTE) na Węgrzech. „Operatorzy satelitarni mogą wykorzystać te informacje do wdrożenia skutecznych środków łagodzących, aby lepiej chronić swoje zasoby kosmiczne“.
Transatlantycki zespół do walki z pogodą w kosmosie
Aby pomóc w dostarczaniu takich prognoz, NMC i ELTE połączyły siły w ramach finansowanego ze środków UE projektu FARBES(odnośnik otworzy się w nowym oknie). W gronie partnerów znaleźli się również ONERA(odnośnik otworzy się w nowym oknie) (Francja), NKUA(odnośnik otworzy się w nowym oknie) (Grecja), IAP(odnośnik otworzy się w nowym oknie) (Czechy) i BAS(odnośnik otworzy się w nowym oknie) (Wielka Brytania). „Naszym celem jest wspieranie niezakłóconego działania satelitów i statków kosmicznych poprzez dostarczanie prognoz dla środowiska kosmicznego w oparciu o dane zarejestrowane na ziemi“, mówi Lichtenberger. Połączenie wiedzy specjalistycznej w celu rozwiązania tego wyzwania przyniesie ogromne korzyści operatorom satelitów zarówno w USA, jak i w Europie. NMC i ELTE współpracowały wcześniej przy finansowanym przez UE projekcie PLASMON, w ramach którego opracowano naziemny model plazmosfery Ziemi oparty na asymilacji danych. Projekt FARBES opiera się na owocach tej udanej współpracy.
Wiedza ekspercka z obu stron Atlantyku
Aby chronić sprzęt, jego operatorzy mogą odroczyć operacje satelitarne lub przełączyć się na inne usługi przed wystąpieniem burzy słonecznej. Jest to jednak nieopłacalne. „Operatorów satelitów interesuje to, jak długo pasy promieniowania będą zbyt intensywne, aby mogli bezpiecznie działać, i kiedy mogą bezpiecznie wznowić normalne operacje“, mówi Reeves. Łącząc doświadczenie NMC w zaawansowanym modelowaniu środowiska kosmicznego w pobliżu Ziemi z bogatym doświadczeniem ELTE w naziemnych pomiarach pogody kosmicznej, badacze opracowali użyteczne i praktyczne prognozy dla operatorów satelitarnych zarówno w Europie, jak i USA. „Zamiast skupiać się na drobnych szczegółach, te pomiary naziemne szacują czas trwania najbardziej niebezpiecznych okresów burzy słonecznej“, wyjaśnia Lichtenberger. W ramach projektu badacze planują opracować około 10 modeli opartych na scenariuszach, które operatorzy statków kosmicznych będą mogli wykorzystać do przewidywania takich kluczowych informacji, jak czas do wystąpienia najcięższych warunków, najcięższy strumień, jaki zostanie osiągnięty, oraz zakończenie zdarzenia. W oparciu o łatwe do utrzymania, naziemne sterowniki i pomiary dynamiki pasa promieniowania, prognozy te będą stale aktualizowane w miarę rozwoju burzy słonecznej.
Amerykański partner i klient
NMC jest nie tylko partnerem projektu, ale jako pierwszy wdrożył jego naziemne modele. Modele opracowane w ramach projektu FARBES zostaną zintegrowane z modelami promieniowania NMC DREAM3D, powstałych w ramach inicjatywy, która posłuży również jako niezależny walidator pracy projektu. Twórcy projektu zamierzają również włączyć swoją pracę do programu Space Safety(odnośnik otworzy się w nowym oknie) Europejskiej Agencji Kosmicznej(odnośnik otworzy się w nowym oknie) i jej projektu Space Environment Nowcast and Forecast Development 2 (RB-FAN2), prowadzonego przez ONERA. „Wprowadzając rzeczywiste, naziemne dane do prognozowania pogody w kosmosie, projekt FARBES zapewnił operatorom satelitarnym nowe potężne narzędzie do ochrony ich zasobów kosmicznych oraz świadczonych przez nich usług przed niszczycielskim wpływem burz słonecznych“, podsumowuje Lichtenberger.
