W przełomowym badaniu, opublikowanym w prestiżowym czasopiśmie Frontiers in Astronomy and Space Sciences, naukowcy z Indii rzucili nowe światło na problem śmieci kosmicznych. Dr Ayisha M Ashruf, inżynier i badaczka z Laboratorium Fizyki Kosmicznej w Vikram Sarabhai Space Centre, wraz ze swoim zespołem, wykazała, że śmieci kosmiczne wokół Ziemi tracą wysokość znacznie szybciej, gdy Słońce jest bardziej aktywne. To obserwacja, która może fundamentalnie zmienić sposób, w jaki planujemy przyszłe misje kosmiczne.
Słońce, nasza gwiazda dzienna, nieustannie przechodzi przez 11-letni cykl aktywności i spokoju, ściśle powiązany z liczbą plam słonecznych. W okresach wzmożonej aktywności, takich jak ostatnio pod koniec 2024 roku, Słońce intensywniej emituje promieniowanie UV i naładowane cząstki. Te słoneczne emisje, docierając do Ziemi, powodują nagrzewanie i rozszerzanie ziemskiej termosfery – warstwy atmosfery znajdującej się na wysokościach od około 100 do 1000 kilometrów, gdzie temperatura waha się od 500 do 2500 stopni Celsjusza. Wzrost objętości termosfery oznacza zwiększenie gęstości atmosfery w tym regionie, co z kolei powoduje większy opór dla obiektów znajdujących się na orbicie. Im większy opór, tym szybciej obiekty wytracają prędkość i zaczynają spadać.
Czytaj także: O krok od katastrofy na orbicie. Mogło powstać 3000 śmieci kosmicznych, których nie dałoby się posprzątać przez kilka dekad
Kluczowy próg aktywności słonecznej
Aby zbadać ten związek, zespół Ayishy Ashruf śledził historyczne trajektorie 17 obiektów kosmicznych odpadów na LEO, obserwując je przez 36 lat, od lat 60. XX wieku, obejmując 22., 23. i 24. cykl słoneczny. Obiekty te, orbitujące na wysokościach od 600 do 800 kilometrów i wykonujące pełne okrążenie Ziemi w ciągu 90 do 120 minut, są idealnym narzędziem do badań. Dlaczego? Ponieważ w przeciwieństwie do aktywnych satelitów, nie wykonują manewrów korygujących swoją pozycję. Oznacza to, że ich spadek z orbity zależy wyłącznie od fluktuacji gęstości termosfery, będąc doskonałym wskaźnikiem długoterminowego wpływu aktywności słonecznej.
Wyniki okazały się rewolucyjne. Naukowcy powiązali zebrane dane z informacjami o plamach słonecznych i dziennych zmianach w emisjach radiowych oraz ekstremalnego ultrafioletu (EUV) Słońca, pochodzącymi z Niemieckiego Centrum Badawczego Nauk o Ziemi w Poczdamie. Odkryli, że gdy liczba plam słonecznych przekracza dwie trzecie swojego maksimum, kosmiczne śmieci przekraczają swoisty „próg przejściowy”. Po jego przekroczeniu, zaczynają spadać w zauważalnie szybszym tempie. Co ciekawe, ten próg nie jest związany z konkretną wartością promieniowania słonecznego, lecz z bliskością Słońca do szczytu swojej aktywności, co prowadzi do intensywniejszych emisji EUV.
Czytaj także: Japończycy mają sposób na zestrzelenie obiektów z orbity. Jak to wpłynie na bezpieczeństwo?
Implikacje dla misji kosmicznych
Implikacje tego odkrycia są ogromne dla przyszłości podboju kosmosu. Dr Ashruf podkreśla, że jej wyniki pomogą naukowcom i inżynierom lepiej planować trajektorie satelitów, minimalizując ryzyko kolizji z kosmicznymi śmieciami. „Nasze wyniki sugerują, że gdy aktywność słoneczna przekroczy pewien poziom, satelity – podobnie jak kosmiczne śmieci – również tracą wysokość szybciej, co wymaga częstszych korekt orbity. Bezpośrednio wpływa to na to, jak długo satelity pozostają na orbicie i ile paliwa potrzebują, szczególnie w przypadku misji uruchomionych w pobliżu maksimum słonecznego” – wyjaśnia badaczka.
Co najbardziej fascynujące, to fakt, że te wszystkie cenne informacje pochodzą z obiektów wystrzelonych jeszcze w latach 60. XX wieku! Nawet po dziesiątkach lat, te „stare” kosmiczne odpady wciąż służą nauce, dostarczając bezcennych danych do badania długoterminowych skutków aktywności słonecznej na termosferę. To świadectwo, że nawet kosmiczne śmieci mogą wciąż przyczyniać się do naszej wiedzy o wszechświecie i pomagać w planowaniu bardziej zrównoważonej przyszłości w kosmosie.
