Saule kosmosā veic negaidītu darbu: tās aktivitāte ātrāk „nolaiž“ atkritumus uz Zemi

Zemes orbītā uzkrājas arvien vairāk neizmantotu satelītu detaļu, raķešu atlūzu un citu objektu. Daļa no tiem ap planētu riņķo gadiem ilgi, taču zinātnieki ir noskaidrojuši, ka to likteni ietekmē ne tikai orbītas augstums. Svarīga loma ir arī Saulei.

Gandrīz četrus gadu desmitus ilgs pētījums parādīja, ka pastiprināta Saules aktivitāte var ievērojami paātrināt kosmisko atkritumu nolaišanos. Objekti sāk ātrāk zaudēt augstumu, nonāk blīvākos atmosfēras slāņos un galu galā sadeg.

Pētnieki analizēja 17 nekontrolētu kosmisko objektu kustību. Šādas atlūzas zinātnei ir īpaši noderīgas, jo atšķirībā no funkcionējošiem satelītiem tās neiedarbina dzinējus un neveic orbītas korekcijas. Tas nozīmē, ka to trajektoriju izmaiņas nosaka dabiskie apstākļi.

Atmosfēra izplešas un sāk bremzēt objektus

Palielinoties Saules aktivitātei, pastiprinās ekstremālais ultravioletais starojums. Tas sasilda Zemes atmosfēras augšējo daļu – termosfēru.

Sasilusī termosfēra izplešas un lielākā augstumā kļūst blīvāka. Lai gan gaiss tur joprojām ir ļoti rets, ar to pietiek, lai zemajā orbītā riņķojošie objekti izjustu lielāku pretestību.

Ietekme līdzinās lēnai bremzēšanai. Satelīta atlūza pamazām zaudē ātrumu, tās orbīta pazeminās, un, tuvojoties blīvākiem atmosfēras slāņiem, krišana vēl vairāk paātrinās.

Pētījuma autori pamanīja, ka šis process īpaši pastiprinās tad, kad Saules plankumu skaits sasniedz aptuveni divas trešdaļas no aktivitātes cikla maksimuma vai vairāk. Līdz šai robežai orbītas var mainīties salīdzinoši lēni, taču vēlāk to pazemināšanās kļūst ievērojami izteiktāka.

Parādības, kas izraisa polārblāzmas, šeit nav svarīgākās

Zinātnieki arī salīdzināja orbītu izmaiņas ar ģeomagnētiskās aktivitātes rādītājiem. Šādi rādītāji bieži tiek saistīti ar magnētiskajām vētrām, sakaru traucējumiem un ziemeļblāzmām.

Tomēr ilgtermiņa kosmisko atkritumu nolaišanās gadījumā šī saistība izrādījās diezgan vāja. Orbītas daudz skaidrāk ietekmēja ultravioletā Saules starojuma izraisītās termosfēras izmaiņas.

Tas liecina, ka parādības, kuru dēļ uz Zemes redzam polārblāzmas, un procesi, kas paātrina satelītu krišanu, nav gluži viens un tas pats. Saules ietekme dažādos atmosfēras slāņos var izpausties atšķirīgi.

Pētījumā izcēlās divi objekti, kas riņķoja gandrīz virs Zemes poliem. To orbītu izmaiņas ar ultravioletā starojuma svārstībām bija saistītas vājāk. Zinātnieki pagaidām neizslēdz ne mērījumu modeļa neprecizitātes, ne iespēju, ka termosfēras izplešanās dažādās Zemes vietās notiek nevienmērīgi.

Kāpēc tas ir svarīgi ne tikai zinātniekiem

Zemā Zemes orbīta strauji piepildās. Tajā tiek nogādāti tūkstošiem sakaru, novērošanas un navigācijas satelītu, un vienlaikus palielinās arī sadursmju risks.

Kosmiskās stacijas un funkcionējošie satelīti regulāri koriģē savas trajektorijas, lai izvairītos no bīstami tuviem objektiem. Jo precīzāk iespējams prognozēt atlūzu kustību, jo agrāk un drošāk var ieplānot manevru.

Saules aktivitātes ietekmes novērtēšana palīdz arī paredzēt satelītu kalpošanas ilgumu. Aktīvas Saules periodā zemu orbītu aparāti var ātrāk zaudēt augstumu, tāpēc tiem var būt nepieciešams vairāk degvielas orbītas uzturēšanai.

No otras puses, tas pats process palīdz dabiski likvidēt daļu kosmisko atkritumu. Ātrāk pazeminošās atlūzas agrāk nonāk atmosfērā un sadeg, tāpēc orbītā to paliek mazāk.

Tomēr Saule nav uzticama kosmosa tīrītāja. Tās aktivitāte mainās cikliski, bet atmosfēras pretestība objektus, kas riņķo augstāk, gandrīz nesasniedz. Tāpēc daudzas atlūzas ap Zemi var saglabāties gadu desmitiem vai pat ilgāk.

Jaunais pētījums ļauj labāk izprast, kad kosmiskie atkritumi sāks nolaisties straujāk. Palielinoties satelītu skaitam, šādas prognozes kļūst arvien svarīgākas, jo pat neliela atlūza orbītā pārvietojas ar tādu ātrumu, ka sadursmes gadījumā var nopietni sabojāt funkcionējošu kosmisko aparātu.

Pētījuma rezultāti publicēti žurnālā „Frontiers in Astronomy and Space Sciences“.