Saulė kosmose atlieka netikėtą darbą: jos aktyvumas greičiau „nuleidžia“ šiukšles į Žemę

Žemės orbitoje kaupiasi vis daugiau nebenaudojamų palydovų dalių, raketų nuolaužų ir kitų objektų. Dalis jų aplink planetą skrieja metų metus, tačiau mokslininkai nustatė, kad jų likimą veikia ne tik orbitos aukštis. Svarbų vaidmenį atlieka ir Saulė.

Beveik keturis dešimtmečius trukęs tyrimas parodė, kad suaktyvėjusi Saulė gali gerokai paspartinti kosminių šiukšlių leidimąsi. Objektai ima greičiau prarasti aukštį, patenka į tankesnius atmosferos sluoksnius ir galiausiai sudega.

Tyrėjai analizavo 17 nebevaldomų kosminių objektų judėjimą. Tokios nuolaužos mokslui ypač naudingos, nes, priešingai nei veikiantys palydovai, jos neįjungia variklių ir neatlieka orbitos korekcijų. Vadinasi, jų trajektorijos pokyčius lemia natūralios sąlygos.

Atmosfera išsiplečia ir pradeda stabdyti objektus

Didėjant Saulės aktyvumui, sustiprėja ekstremalioji ultravioletinė spinduliuotė. Ji įkaitina viršutinę Žemės atmosferos dalį – termosferą.

Įkaitusi termosfera išsiplečia ir tampa tankesnė didesniame aukštyje. Nors ten oras vis dar labai retas, jo pakanka, kad žemoje orbitoje skriejantys objektai patirtų didesnį pasipriešinimą.

Poveikis panašus į lėtą stabdymą. Palydovo nuolauža po truputį netenka greičio, jos orbita žemėja, o priartėjus prie tankesnių atmosferos sluoksnių kritimas dar labiau paspartėja.

Tyrimo autoriai pastebėjo, kad šis procesas ypač sustiprėja tuomet, kai Saulės dėmių skaičius pasiekia maždaug du trečdalius ar daugiau aktyvumo ciklo viršūnės. Iki šios ribos orbitos gali kisti palyginti lėtai, tačiau vėliau jų žemėjimas tampa gerokai ryškesnis.

Pašvaistes sukeliantys reiškiniai čia nėra svarbiausi

Mokslininkai taip pat palygino orbitų pokyčius su geomagnetinio aktyvumo rodikliais. Tokie rodikliai dažnai siejami su magnetinėmis audromis, ryšio sutrikimais ir šiaurės pašvaistėmis.

Tačiau ilgalaikiam kosminių šiukšlių leidimuisi šis ryšys pasirodė gana silpnas. Daug aiškiau orbitas veikė ultravioletinės Saulės spinduliuotės sukelti termosferos pokyčiai.

Tai rodo, kad reiškiniai, dėl kurių Žemėje matome pašvaistes, ir procesai, greitinantys palydovų kritimą, nėra visiškai tas pats. Saulės poveikis skirtinguose atmosferos sluoksniuose gali pasireikšti nevienodai.

Tyrime išsiskyrė du objektai, skrieję beveik virš Žemės ašigalių. Jų orbitų pokyčiai su ultravioletinės spinduliuotės svyravimais siejosi silpniau. Mokslininkai kol kas neatmeta nei matavimo modelio netikslumų, nei galimybės, kad termosferos plėtimasis skirtingose Žemės vietose vyksta nevienodai.

Kodėl tai svarbu ne tik mokslininkams

Žemoji Žemės orbita sparčiai pildosi. Į ją keliami tūkstančiai ryšio, stebėjimo ir navigacijos palydovų, o kartu didėja ir susidūrimų pavojus.

Kosminės stotys ir veikiantys palydovai reguliariai koreguoja savo trajektorijas, kad išvengtų pavojingai priartėjusių objektų. Kuo tiksliau galima prognozuoti nuolaužų judėjimą, tuo anksčiau ir saugiau galima suplanuoti manevrą.

Saulės aktyvumo poveikio įvertinimas taip pat padeda numatyti palydovų tarnavimo trukmę. Aktyvios Saulės laikotarpiu žemose orbitose esantys aparatai gali greičiau prarasti aukštį, todėl jiems gali prireikti daugiau degalų orbitai palaikyti.

Kita vertus, tas pats procesas padeda natūraliai pašalinti dalį kosminių šiukšlių. Greičiau žemėjančios nuolaužos anksčiau patenka į atmosferą ir sudega, todėl orbitoje jų lieka mažiau.

Vis dėlto Saulė nėra patikima kosmoso valytoja. Jos aktyvumas kinta ciklais, o aukščiau skriejančių objektų atmosferos pasipriešinimas beveik nepasiekia. Dėl to daugybė nuolaužų aplink Žemę gali išlikti dešimtmečius ar net ilgiau.

Naujasis tyrimas leidžia geriau suprasti, kada kosminės šiukšlės pradės leistis sparčiau. Augant palydovų skaičiui, tokios prognozės tampa vis svarbesnės, nes net maža nuolauža orbitoje juda tokiu greičiu, kad susidūrusi gali smarkiai sugadinti veikiantį kosminį aparatą.

Tyrimo rezultatai publikuojami „Frontiers in Astronomy and Space Sciences“.