Home » Ирландские ученые прилагают усилия для улучшения предупреждений о солнечных штормах – The Irish Times

Ирландские ученые прилагают усилия для улучшения предупреждений о солнечных штормах – The Irish Times

Инновационный план ирландских ученых по созданию системы раннего предупреждения о приходе солнечных бурь, достаточно мощных, чтобы нарушить критически важную инфраструктуру на Земле, с использованием шести крошечных спутников, каждый размером с набор Дженга, получил поддержку Европейского космического агентства (ЕКА).

Солнце регулярно производит солнечные извержения в виде вспышек или более крупных солнечных бурь, которые затем быстро перемещаются по космосу и нарушают навигационные системы, радиосвязь, электрические сети и приборы космического корабля, достигая атмосферы Земли.

Миссия Surround, совместная работа ученых Дублинского института перспективных исследований (DIAS) и инженеров Манчестерского университета, направлена ​​на изучение новых способов надежного отслеживания и точного направления движения солнечной бури.

Ученые понимают, что то, направлено ли магнитное поле бури вверх, вниз, влево или вправо, определяет, оказывает ли оно минимальное или большое воздействие на Землю. Основная проблема сейчас заключается в том, что, поскольку предсказание солнечной бури ненадежно, существует множество «ложных прогнозов» о том, насколько сильно солнечная буря будет влиять на нас.

«Что нас особенно волнует, так это попытка триангулировать их положение и отслеживание [solar storms]», — говорит профессор Питер Галлахер, руководитель отдела астрофизики DIAS и ведущий исследователь космической погоды. «Тогда вы сможете рассчитать точное время прибытия на Землю; это святой Грааль».

Размер солнечных бурь варьируется, говорит Галлахер, но некоторые из них могут быть во много раз больше Земли и полностью охватывать планету. «Если они наносят нам скользящий удар, они не так эффективны или «геоэффективны», как мы это называем. При полном лобовом столкновении они охватят всю Землю, вызовут северное сияние и проблемы с коротковолновой связью и GPS».

Когда вспыхивают солнечные бури, они испускают электроны и протоны, содержащиеся в перегретом газе (или плазме), который разносится по космосу солнечным ветром — потоком частиц, движущимся от Солнца со скоростью около миллиона миль в час. Штормы представляют опасность для здоровья астронавтов и летных экипажей, летающих над полюсами, где их влияние наиболее велико.

Диапазон негативных последствий, которые могут возникнуть в результате солнечных бурь, означает, что смягчение таких опасностей все чаще рассматривается как решающее значение для здоровья человека. Лучший способ сделать это — использовать новый, инновационный метод, позволяющий лучше отслеживать и контролировать, чем в режиме реального времени.

Read more:  Это самый распространенный вид рака, который убивает больше всего людей в мире (и его можно избежать).
CubeSats

Миссия Surround предлагает использовать созвездие CubeSats для лучшего отслеживания, мониторинга и прогнозирования солнечных бурь. План состоит в том, чтобы запустить шесть CubeSat, каждый из которых оснащен радиоспектрометрами для отслеживания солнечных радиовсплесков, связанных с солнечными бурями, которые могут нарушить работу наших глобальных навигационных спутниковых систем, мешая радиоволнам. CubeSats, каждый из которых будет находиться в разных местах в космосе, будут объединяться для отслеживания солнечных бурь под разными углами.

«Предложение использовать несколько спутников для наблюдения за солнцем состоит в том, чтобы иметь возможность триангулировать, откуда происходят эти виды выбросов, намного лучше, чем мы можем с помощью одного космического корабля», — говорит доктор Сиара МакГрат, ирландский лектор по аэрокосмическим системам в Университет Манчестера и сотрудник Surround.

«Преимущество использования этих действительно небольших космических кораблей заключается в том, что выполнение этой миссии будет намного дешевле, потому что чем они меньше, тем проще и дешевле их производить и запускать», — говорит МакГрат, ранее работавший над Первый CubeSat в Шотландии, десять лет назад, в Университете Стратклайда.

До недавнего времени космические корабли, как правило, были крупными разовыми проектами, на проектирование, сборку и запуск которых могло уйти 20 лет. Недостатком того, сколько времени это заняло, было то, что, когда корабль наконец был спущен на воду, большая часть технологий, которые были на его борту, устарели.

Еще одна проблема с традиционным подходом заключалась в том, что миссии были дорогими, например, большие спутники связи часто стоили около 1 миллиарда евро. Это означало, что любые неудачи влекли за собой огромные финансовые штрафы. «Это что-то вроде одного выстрела: если что-то пойдет не так, вы потеряете всю миссию», — говорит Галлахер.

Стоимость запуска CubeSat ничтожна по сравнению с этим: около 600 000 евро. С ними легко работать, потому что теперь все они стандартизированы по форме и размеру, как и электроника на борту. Это означает, что можно сделать больше науки с меньшим бюджетом.

«С CubeSats цикл разработки ускоряется, — говорит Галлахер. «Вы получаете много готового оборудования, которое позволяет вам делать что-то намного быстрее и с меньшими затратами».

Read more:  Идите длинно, мягко, опускайтесь с совершенно новым Srixon AD333.

Самые маленькие CubeSat имеют объем всего 10 см³, но наиболее распространенный сейчас размер составляет 30 см x 10 см x 10 см, что примерно соответствует размеру башни Дженга. CubeSat хрупки и могут быть потеряны, но это учитывается, и миссии рассчитаны на продолжение, несмотря на некоторые сбои CubeSat.

«Мы можем создать производственную цепочку поставок, а не разовую заказную миссию», — говорит МакГрат. «Вы можете сделать это быстрее и дешевле, потому что вы можете собрать эти кусочки вместе, чтобы создать миссию, которую вы хотите. Что делает [possible] много вещей, которые были бы невозможны в прошлом».

CubeSats также дает Ирландии возможность взять на себя руководство космическими миссиями. «Маленькой стране трудно взять на себя руководство некоторыми из этих крупных миссий, — говорит Галлахер. «Они настолько дорогие, что их обычно лидируют крупные европейские страны. Теперь вам не нужно иметь эти экспансивные бюджеты, чтобы спроектировать что-то с самого начала, разработать его, а затем увидеть, как он будет запущен».

Стоимость запуска CubeSats может быть снижена за счет так называемых «контейнерных запусков». Именно здесь CubeSats эффективно поднимают на борт ракеты, несущей в космос большой космический корабль, например, новый спутник GPS. Кроме того, есть вариант Rocket Labs, Новая Зеландия, первая компания, специализирующаяся на небольших и более дешевых запусках.

Финансирование

DIAS и Манчестерский университет совместно подали заявку на Открытую научную инновационную платформу; программная инициатива ЕКА, направленная на разработку космических инноваций, которые потребуются Европе в течение следующих нескольких десятилетий. Им было предоставлено финансирование для проведения технико-экономического обоснования, которое началось в мае. Первоначальный план состоит в том, чтобы сосредоточиться на определении научных вопросов, лежащих в основе миссии.

«Затем мы будем работать с командой Сиары Макграт, чтобы решить, что космический корабль должен нести на борту», ​​— говорит Галлахер. «Куда нужно идти? Какие системы связи ему нужны? Мы разработаем технические требования к космическому кораблю, которые позволят нам заниматься наукой, которой мы хотим заниматься.

Read more:  Используя метод, который моделирует взаимодействие лекарственного средства и белка-мишени с использованием естественного языка, исследователи достигли точности до 97% в определении перспективных кандидатов в лекарства -- ScienceDaily

«К концу 2022 года у нас будет общее описание того, какой будет система. Это будет вынесено на заседание Европейского космического агентства в конце года. Министры науки решат, получим ли мы первую фазу, которая является нашим следующим шагом, который продвинет концепции».

ЕКА запустило новую программу космической безопасности. Это включает в себя поддержку исследований по снижению риска космического мусора, оставшегося в результате деятельности человека в космосе, или даже микробов в космосе, которые могут представлять угрозу для здоровья человека. Угроза солнечных бурь также подпадает под действие программы, однако Ирландия еще не присоединилась к ней, что, по мнению Галлахера, является ошибкой.

«Великобритания вложила в это значительную сумму денег, — говорит он. — Они сказали, что космическая погода — действительно важная область для них, и она включена в их реестр рисков наряду с… пандемиями. Для Великобритании также существует военное применение космической погоды, поскольку для военных операций и связи важно знать, что происходит с космической погодой».

«Для Ирландии это важно по другим причинам: например, это влияет на судоходство и электростанции, но в этом есть и миротворческий аспект. Вам нужно следить за тем, где находятся люди для операций по поддержанию мира, и ирландские силы обороны прекрасно осведомлены о возможных последствиях космической погоды».

Выгоды для Ирландии от работы DIAS над Surround огромны, говорит МакГрат, который видел быстрый рост шотландской космической промышленности с тех пор, как десять лет назад работал над своим первым спутником CubeSat.

«С тех пор шотландская космическая промышленность выросла, и, по сравнению с остальной частью Великобритании, в космической отрасли занято больше шотландцев, чем в остальной части страны. Будет очень интересно увидеть, как ирландская промышленность пойдет по такому пути».

Leave a Comment

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.