ایتنا - ماهواره‌های آژانس فضایی اروپا موسوم به Swarm از سال ۲۰۱۳ میدان مغناطیسی اطراف زمین را رصد می‌کنند.

در اواخر سال ۲۰۲۱ اپراتورهای صورت فلکی سوارم آژانس فضایی اروپا (ESA) متوجه چیزی نگران‌کننده شدند: ماهواره‌هایی که میدان مغناطیسی اطراف زمین را اندازه‌گیری می‌کنند، با سرعت غیرمعمول و سریع به‌سمت جوّ فرو رفتند و سرعت آنها ۱۰ برابر سریع‌تر از قبل بود.

این تغییر با شروع چرخه جدید خورشیدی همزمان شد و کارشناسان فکر می‌کنند ممکن است آغاز سال‌های دشواری برای فضاپیماهایی باشد که به دور سیاره ما می‌چرخند.
 
به گزارش ایتنا و به نقل از اسپیس، آنیا استروم (مدیر مأموریت Swarm ESA) می‌گوید: «در پنج تا شش سال گذشته، ماهواره‌ها حدود دو و نیم کیلومتر در سال منحرف می‌شدند و فرو می‌رفتند. اما از ماه دسامبر سال گذشته، آنها عملاً در حال سقوط هستند. نرخ این انحراف و فرورفتگی بین ماه‌های دسامبر و آوریل ۲۰ کیلومتر در سال بوده است».
 
گفتنی است ماهواره‌هایی که به دور زمین می‌چرخند، همیشه با کشش (drag) اتمسفر باقی‌مانده مواجه می‌شوند، که به تدریج فضاپیما را کند می‌کند و در نهایت باعث می‌شود دوباره به سمت سیاره سقوط کنند.

البته آنها معمولاً از این به اصطلاح «ورود دوباره» جان سالم به در نمی‌برند و در جوّ می‌سوزند. این کشش اتمسفر، کنترل‌کننده‌های ایستگاه فضایی بین‌المللی را مجبور می‌کند تا برای حفظ مدار ۴۰۰ کیلومتری ایستگاه در بالای زمین، مانورهای منظم «راه‌اندازی مجدد» انجام دهند.
 
این کشش همچنین به پاکسازی محیط نزدیک به زمین از زباله‌های فضایی کمک می‌کند. دانشمندان می‌دانند که شدت این کشش به فعالیت خورشیدی بستگی دارد؛ یعنی به مقدار باد خورشیدی که توسط خورشید وزیده می‌شود که بسته به چرخه ۱۱ ساله خورشیدی متفاوت است.

تازه‌ترین چرخه، که به‌طور رسمی در ماه دسامبر سال ۲۰۱۹ به پایان رسید، حالتی نسبتاً خفته داشت؛ چرا که ​​لکه‌های خورشیدی ماهانه تعداد کمتری داشتند و حداقل مدت‌زمان برای انجام هرگونه فعالیتی نیز افزایش پیدا کرده بود.

اما از پاییز گذشته، این ستاره از خواب بیدار شده است، بادهای خورشیدی بیشتری به بیرون می‌فرستد و لکه‌های خورشیدی، شعله‌های خورشیدی و پرتاب‌های جرم تاجی با سرعت رو به رشدی در پیش گرفته است. جوّ فوقانی زمین نیز تأثیرات آن را احساس کرده است.
 
استروم می‌گوید: «قوانین فیزیکی پیچیده‌ای وجود دارند که ما هنوز به‌طور کامل در لایه‌های بالایی جوّ که در آن با باد خورشیدی برهم‌کنش می‌کند، به آنها پی نبرده‌ایم. ما می‌دانیم که این فعل و انفعال باعث بالا آمدن جوّ می‌شود؛ بدان معنا که هوای متراکم‌تر به سمت بالا و به ارتفاعات بالاتر منتقل می‌شود».
 
هوای متراکم‌تر به معنای کشش بیشتر ماهواره‌ها است. حتی با وجود اینکه این چگالی هنوز در ۴۰۰ کیلومتری بالای زمین بسیار اندک است، اما افزایش ناشی از بالا آمدن اتمسفر به اندازه‌ای است که عملاً برخی از ماهواره‌های در مدار پایین را به شدت پایین بیاورد.
 
استروم اظهار می‌دارد: «تقریباً مانند دویدن در خلاف جریان باد است؛ یعنی انجام کاری سخت در اثر کشش. بدین‌ترتیب سرعت ماهواره‌ها کند می‌گردد و وقتی سرعتشان کم شود، فرو می‌افتند یا به اصطلاح غرق می‌شوند.»
 
صورت فلکی Swarm که در سال ۲۰۱۳ به فضا پرتاب شد، متشکل از سه ماهواره است که دو ماهواره در ارتفاع ۴۳۰ کیلومتری، حدود ۳۰ کیلومتر بالاتر از ایستگاه فضایی بین‌المللی قرار دارند و به دور زمین می‌چرخند.

سومین ماهواره Swarm تا حدودی بالاتر دور زمین می‌گردد؛ در حدود ۵۱۵ کیلومتر بالاتر از سطح زمین. استروم بیان می‌کند دو فضاپیمایی که مدار پایین‌تری داشتند، بیشتر از ماهواره‌های بلندتر مورد اصابت نور خورشید قرار گرفتند.
 
گفتنی است وضعیت دو ماهواره پایینی آنقدر مخاطره‌آمیز شد که تا ماه مه، اپراتورها مجبور شدند برای نجات این ماهواره‌ها، ارتفاع آنها را با استفاده از نیروی محرکه هواپیما افزایش دهند.
 
ماهواره‌های Swarm ESA تنها فضاپیمایی نیستند که با بدتر شدن آب‌وهوای فضا دست‌وپنجه نرم می‌کنند. در ماه فوریه، شرکت اسپیس‌ایکس ۴۰ ماهواره کاملاً جدید استارلینک را که درست پس از پرتاب مورد اصابت طوفان خورشیدی قرار گرفتند، از دست داد.
 
در طی چنین طوفان‌هایی، ماهواره‌ها به‌طور ناگهانی به ارتفاعات پایین‌تر سقوط می‌کنند. هرچه مدار ماهواره‌ها در هنگام برخورد طوفان خورشیدی کمتر باشد، خطر ناتوانی فضاپیما بیشتر می‌شود و اپراتورها با درماندگی به تماشای سقوط این فضاپیما در جوّ می‌پردازند.
 
ماهواره‌های استارلینک دارای مدار عملیاتی ۵۵۰ کیلومتری هستند که بالاتر از منطقه‌ای است که در معرض خطر قرار دارد. اما موشک‌های فالکون ۹ پس از پرتاب، دسته‌های ماهواره‌ها را در ارتفاع بسیار پایین و تنها در حدود ۳۵۰ کیلومتر بالاتر از زمین قرار می‌دهند.

سپس شرکت اسپیس‌ایکس مدار ماهواره‌ها را با استفاده از واحدهای نیروی محرکه درون‌ساخت در ماهواره‌ها، بالا می‌برد. این شرکت می‌گوید این رویکرد مزایایی دارد؛ زیرا هر ماهواره که پس از پرتاب با مشکلات فنی مواجه شود، به سرعت به زمین باز می‌گردد و به زباله‌های فضایی مزاحم تبدیل نمی‌شود.

با این حال، رفتار فزاینده و غیرقابل پیش‌بینی خورشید، این ماهواره‌ها را در برابر حوادث ناگوار آسیب‌پذیر می‌کند.

 

فضای جدید و خورشید غیرقابل پیش‌بینی

پاکسازی مدارها