Солнце может уничтожить все спутники на орбите: как изменения климата разрушают естественную защиту планеты

Рост концентрации углекислого газа в верхних слоях атмосферы изменит влияние геомагнитных бурь на Землю, что может иметь последствия для тысяч находящихся на орбите спутников. К такому выводу пришли ученые из Национального центра атмосферных исследований США (NSF NCAR) в новом исследовании.

Об этом сообщает IFLScience

Геомагнитные бури, вызванные выбросами заряженных частиц из Солнца, становятся все более опасными для нашего технологически зависимого общества. Они временно увеличивают плотность верхних слоев атмосферы, что приводит к большему сопротивлению спутников и влияет на их скорость, высоту и срок службы.

Изменения в верхних слоях атмосферы

Новое исследование, проведенное совместно с японским Университетом Кюсю, показало, что плотность верхних слоев атмосферы во время будущих геомагнитных бурь будет меньше, чем во время нынешних бурь такой же интенсивности. Это связано с тем, что фоновая плотность атмосферы будет ниже.

Однако относительное увеличение плотности — рост от фонового уровня до пикового — будет больше во время будущих бурь.

«То, как энергия Солнца влияет на атмосферу, изменится в будущем, поскольку фоновая плотность атмосферы другая, и это создает другую реакцию. Для спутниковой индустрии это особенно важный вопрос из-за необходимости проектирования спутников для конкретных атмосферных условий», – объяснил ведущий автор исследования, ученый из NSF NCAR Николас Педателла.

В отличие от нижних слоев атмосферы, которые нагреваются из-за выбросов углекислого газа, верхние слои атмосферы становятся холоднее. Это происходит потому, что на больших высотах углекислый газ, вместо того чтобы удерживать тепло, излучает его в космос.

Моделирование событий

Исследователи смоделировали, как атмосфера могла бы отреагировать на мощную геомагнитную супербурю, которая произошла 10-11 мая 2024, если бы они произошли в будущем: в 2040, 2061 и 2084 годах.

Результаты показали, что во второй половине этого столетия плотность разных регионов верхних слоев атмосферы будет на 20-50% меньше на пике бури, похожей на произошедшую в прошлом году. Однако относительное изменение плотности будет больше: если сейчас такая буря увеличивает плотность более чем вдвое, то в будущем она может почти утроить ее. Это объясняется тем, что одна и та же буря будет иметь пропорционально большее влияние на менее плотную атмосферу.

Последствия будущих бурь будут такими:

1. Непредсказуемая смена орбит спутников. Хотя общая плотность атмосферы будет меньше, относительный скачок плотности во время бури будет значительно больше, чем сейчас. Это приведет к непредсказуемому и более сильному «торможению» спутников, что повлияет на их скорость и высоту.

2. Сокращение срока службы спутников. Из-за непредсказуемого влияния бурые спутники могут быстрее выходить из строя.

3. Рост вызовов для промышленности. Изменение реакции атмосферы на буре усложнит проектирование новых спутников, поскольку их нужно будет адаптировать к непредсказуемым атмосферным условиям. Это может иметь серьезные последствия для навигационных систем, передачи данных и национальной безопасности.