ЛЕНТА

Магнитные бури на малой высоте назвали неожиданной угрозой для геостационарных спутников

V. Angelopoulos et al. / Nature Physics, 2020

Данные зондов THEMIS позволили ученые сделать вывод, что крупные возмущения магнитосферы Земли (магнитные бури) могут возникать на высоте в 6,6–10 радиусов планеты, что значительно ниже, чем считалось ранее. В таком случае выделение энергии может происходить примерно на высотах работы геостационарных спутников (35786 километров от поверхности), что представляет для них угрозу, пишут авторы в журнале Nature Physics.

Земля обладает мощным магнитным полем, которое постоянно испытывает воздействие солнечного ветра. Их взаимодействие определяет космическую погоду, то есть совокупность процессов, происходящих в околоземном пространстве и верхних слоях атмосферы, которые могут влиять на условия как на высотах работы спутников, так и на поверхности планеты.

Ученые выделяют два основных феномена, управляющих космической погодой, — глобальные магнитосферные бури и локальные суббури. Их возникновение связано с непостоянством потока солнечного ветра. Крупные возмущения выражаются в усилении опоясывающих Землю электрических токов в магнитосфере, что приводит к появлению полярных сияний и расширению радиационных поясов.

Во время бури магнитная энергия солнечного ветра накапливается в магнитосфере Земли, а затем тратится на разогрев вещества или на ускорение заряженных частиц посредством магнитного пересоединения. Так как давление солнечного ветра приводит к появлению значительной асимметрии между дневной и ночной сторонами магнитного поля, то важным вопросом оказывается место протекания пересоединений. В случае суббурь ответ известен — ночная сторона на расстоянии в 20–30 радиусов Земли, однако из-за относительной редкости полноценных бурь и ограниченного покрытия спутниковых наблюдений для них этот вопрос оставался открытым.

Геофизики из США и Южной Кореи под руководством Василиса Ангелопулоса (Vassilis Angelopoulos) из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе использовали данные трех спутников NASA THEMIS для выяснения места протекания пересоединений во время бури в декабре 2015 года. Оказалось, что пересоединения в данном случае происходили на ночной стороне, но на расстоянии от центра Земли всего в 6,6–10 радиусов, что считалось невозможным.

Нижняя граница определенной высоты пересоединений примерно совпадает с орбитами геостационарных и геосинхронных спутников. Это указывает на угрозу выхода из строя аппаратов с такими траекториями, о которой раньше не было известно. Этот вывод был подтвержден наблюдением потоков высокоэнергетических заряженных частиц метеорологическим спутником GOES G13 вскоре после фиксации выделения энергии.

Расположение спутников (цветные кружки) и зафиксированных событий пересоединения (красные кресты) относительно Земли, радиационных поясов и кольцевого тока в экваториальной проекции

V. Angelopoulos et al. / Nature Physics, 2020

Поделиться

«Только подобные прямые измерения магнитных пересоединений и соответствующих потоков энергии представляют убедительные доказательства о существовании такого неожиданного механизма подпитки бурь, — говорит Ангелопулос. — Регистрация этого редкого явления, возникшего ближе к Земле чем когда-либо, заставляет нас пересмотреть существовавшие представления о процессе пересоединения».

Авторы называют открытие неожиданным, потому что, с одной стороны, пересоединения на больших расстояниях в 20–30 радиусов во время бурь наблюдались и раньше, но энергия возникающих в них частиц слишком мала для объяснения всего явления, при этом с другой — пересоединения на более близких расстояниях считались невозможными из-за стабилизирующего влияния дипольного компонента магнитного поля Земли.

В прошлом году спокойное Солнце спровоцировало мощную магнитную бурю на Земле. Также недавно были рассекречены документы, согласно которым спровоцированная Солнцем мощная геомагнитная буря привела в 1972 году к детонации установленных во время Вьетнамской войны морских мин с магнитным срабатыванием. О возможности влияния подобных возмущений на состояние человека мы подробно писали в материале «Буря в голове».

Тимур Кешелава

источник

Похожие статьи

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

Кнопка «Наверх»
Do NOT follow this link or you will be banned from the site!
Установите приложение MEGANEWS на Google Play
УСТАНОВИТЬ
Закрыть
Закрыть

Обнаружен Adblock

Поддержите нас, пожалуйста, отключив блокировку рекламы.