Прогноз космической погоды с помощью нового австралийского спутника

Friday 8 October 2021

Сотрудники Сиднейского университета, Университета Маккуори и UNSW-Сидней разработали и запустили новый спутник, который поможет в прогнозировании космической погоды.

Запущен австралийский космический метеорологический спутник CUAVA-1. на орбиту с Международной космической станции в среду вечером. Запущенный на космическую станцию в августе на борту ракеты SpaceX, основной задачей этого спутника CubeSat размером с коробку из-под обуви является изучение того, как излучение Солнца влияет на атмосферу Земли и электронные устройства.< /п>

Космическая погода такая поскольку солнечные вспышки и изменения солнечного ветра влияют на ионосферу Земли (слой заряженных частиц в верхних слоях атмосферы). Это, в свою очередь, влияет на радиосвязь на большие расстояния и орбиты некоторых спутников, а также создает колебания электромагнитного поля, которые могут нанести ущерб электронике в космосе и на земле.

Новый спутник является первым разработанным и построенным Австралийским исследовательским советом учебным центром Cubesat, БПЛА и их приложений (или CUAVA для краткости). Он перевозит полезную нагрузку и демонстраторы технологий, созданные сотрудниками Сиднейского университета, Университета Маккуори и UNSW-Сидней.

Один из CUAVA Цель -1 — помочь улучшить прогнозы космической погоды, которые в настоящее время очень ограничены. Помимо своей научной миссии, CUAVA-1 также представляет собой шаг на пути к цели Австралийского космического агентства по увеличению числа рабочих мест в местной космической отрасли на 20 000 к 2030 году.

Хотя Австралийское космическое агентство было создано только в 2018 году, Австралия имеет давнюю историю спутниковых исследований. Например, в 2002 году FedSat был одним из первых спутников в мире, на борту которого был установлен GPS-приемник.

Пространственный Сегодня GPS-приемники позволяют регулярно измерять атмосферу по всему миру для мониторинга и прогнозирования погоды. Бюро метеорологии и другие агентства по прогнозированию погоды полагаются на данные космической GPS в своих прогнозах.

Космические GPS-приемники также позволяют отслеживать Ионосфера Земли. На высотах от 80 до 1000 км этот слой атмосферы переходит из газа незаряженных атомов и молекул в газ заряженных частиц, как электронов, так и ионов. (Газ заряженных частиц также называют плазмой.)

Ионосфера расположение прекрасных полярных сияний , которые обычны в высоких широтах во время умеренных геомагнитных бурь или "плохой космической погоды", но есть еще много интересного это.

Ионосфера может вызывает трудности с позиционированием и навигацией спутника, но иногда бывает полезен, например, когда наземный радар и радиосигналы могут отражаться от него для сканирования или связи за горизонтом.

Почему космическую погоду так сложно предсказать

Понимание ионосферы является важной частью оперативного прогнозирования космической погоды. Мы знаем, что ионосфера становится крайне неравномерной во время сильных геомагнитных бурь. Он нарушает проходящие через него радиосигналы и создает скачки электрического тока в электросетях и трубопроводах.

Во время сильных геомагнитных бурь сбрасывается большое количество энергии. в верхние слои атмосферы Земли вблизи северного и южного полюсов, а также изменяя течения и потоки в экваториальной ионосфере.

Эта энергия рассеиваетсячерез систему, вызывая широкомасштабные изменения в верхних слоях атмосферы и изменяя характер ветра на высоте над экватором несколько часов спустя.

Напротив, Рентгеновское и УФ-излучение солнечных вспышек напрямую нагревают атмосферу (над озоновым слоем) над экватором и средними широтами. Эти изменения влияют на величину сопротивления, испытываемого на низкой околоземной орбите, что затрудняет прогнозирование траекторий спутников и космического мусора.

Даже за пределами геомагнитных полей во время штормов возникают помехи в «тихое время», которые влияют на GPS и другие электронные системы.

В настоящее время мы не можем делать точные прогнозы плохого космическая погода примерно на три дня вперед. А последствия плохой космической погоды для верхних слоев атмосферы Земли, включая помехи GPS и связи, а также изменения сопротивления спутников, предсказать заранее еще труднее.

В результате Большинство агентств по прогнозированию космической погоды ограничиваются «прогнозированием текущей погоды»: наблюдением за текущим состоянием космической погоды и прогнозированием на следующие несколько часов.

Это займет гораздо больше науки, чтобы понять связь между Солнцем и Землей, как энергия Солнца рассеивается через систему Земли и как эти изменения в системе влияют на технологии, на которые мы все больше полагаемся в повседневной жизни.

Это значит больше исследования и больше спутников, особенно для экваториальных и средних широт, актуальных для австралийцев (да и для большинства людей на Земле). Мы надеемся, что CUAVA-1 станет шагом на пути к созданию группировки австралийских спутников космической погоды, которые будут играть ключевую роль в будущем прогнозировании космической погоды.

Сиднейский университет, Университет Маккуори и UNSW имеют степень бакалавра и программы последипломного образования в области телекоммуникационной инженерии:

Университет Сидней

Бакалавр Инженерные награды (электротехника)

(со специализацией в области телекоммуникаций)<