Žemoji orbita aplink Žemę tampa vis labiau perkrauta: „SpaceX Starlink“ ir kiti megapalydovų žvaigždynai prideda vis daugiau objektų, o baigę darbą jie visi anksčiau ar vėliau nukrenta į atmosferą ir sudega. Tačiau kada tiksliai tai įvyksta, priklauso ne tik nuo orbitos aukščio, bet ir nuo Saulės aktyvumo. Mokslininkai, beveik 40 metų sekę 17 kosminių šiukšlių orbitas, dabar pateikia sistemingą šio ryšio analizę.
Asociatyvi „Pixabay“ nuotr.
Kosminės šiukšlės idealiai tinka tokiam tyrimui, nes, skirtingai nuo veikiančių palydovų, jos nevykdo orbitos palaikymo manevrų ir jų trajektorija tiesiogiai atspindi atmosferos tankio pokyčius. Tyrėjai pasitelkė Saulės dėmių skaičiaus ir radijo spinduliuotės intensyvumo duomenis iš pastarųjų 40 metų laikotarpio bei kosminių šiukšlių judėjimo informaciją. Taip jie aptiko aiškią slenkstinę ribą: kai Saulės dėmių skaičius viršija maždaug 67–75 procentus ciklo piko reikšmės, orbitų žemėjimo tempas smarkiai išauga.
Pagrindinė priežastis – ekstremalioji ultravioletinė (EUV) spinduliuotė. Didėjant Saulės aktyvumui, auga ir EUV srautas, kuris šildo ir išpučia termosferą – viršutinę atmosferos dalį. Tankesnė atmosfera sukelia didesnę aerodinaminę pasipriešinimo jėgą žemoje orbitoje skriejantiems objektams, taip pagreitindama jų nusileidimą. Didžiausi žemėjimo tempai nuosekliai mažėjo nuo 22-ojo iki 24-ojo Saulės aktyvumo ciklo, atspindėdami silpstantį Saulės aktyvumą šiuo laikotarpiu.
Įdomu, kad geomagnetinio aktyvumo indeksai, nurodantys Saulės aktyvumo poveikį žemesnei Žemės atmosferos daliai, beveik nekoreliuoja su ilgalaikiu orbitos žemėjimu. Taigi palydovų orbitas tikrai veikia skirtingi veiksniai, nei sukeliantys pašvaistes.
Du nagrinėti objektai, kurių orbitos eina praktiškai virš Žemės ašigalių, atrodė atsparūs EUV poveikiui; taip gali būti dėl modelio trūkumų arba tiesiog rodyti, kad Saulės aktyvumas termosferą išpučia praktiškai tik ties pusiauju. Ši informacija turi tiesioginės naudos dabartinėms kosminėms stotims ir palydovams.
TKS ir „Tiangong“ reguliariai manevruoja vengdamos šiukšlių, o „SpaceX“ palydovai vien per pirmą 2024 metų pusę atliko daugiau nei 50 000 susidūrimo vengimo manevrų. Geriau žinodami, kaip Saulės aktyvumas veikia orbitas, misijų valdytojai galės manevrus planuoti detaliau ir patikimiau.
Tyrimo rezultatai publikuojami „Frontiers in Astronomy and Space Sciences“.
