Οι επιπτώσεις των ηλιακών ανέμων στους δορυφόρους

Εάν σκέφτεστε τον ήλιο ως ένα γιγαντιαίο σφαιρίδιο με βραστό νερό, ο ηλιακός άνεμος μοιάζει με τσουγκράνες ατμού που αιωρούνται μακριά από την επιφάνεια. Ο ήλιος δεν είναι φτιαγμένος από νερό, αλλά είναι μια θάλασσα ατόμων τόσο ζεστή που τα ηλεκτρόνια στο εξωτερικό και τα πρωτόνια και τα νετρόνια στους πυρήνες διαχωρίζονται μεταξύ τους. Έτσι, ο ηλιακός άνεμος δεν αποτελείται από μόρια ζεστού νερού αλλά από ηλεκτρόνια υψηλής ενέργειας, πρωτόνια και άλλους ατομικούς πυρήνες. Ο ήλιος πάντα σιγοβράζει - πάντα εκπέμπει ένα σύννεφο ηλεκτρονίων και πρωτονίων - αλλά κάθε τόσο καιρό κυματίζει λίγο πιο έντονα. Οι φυσαλίδες που εκρήγνυνται με υψηλή ενέργεια έχουν ως αποτέλεσμα επιπλέον εισπνοές σωματιδίων που ονομάζονται εκτοξεύσεις στεφανιαίας μάζας ή CME. Η επιφάνεια της Γης προστατεύεται από σχεδόν όλες τις επιπτώσεις του ηλιακού ανέμου, αλλά οι δορυφόροι δεν είναι έτσι τυχερός.

Ο συνηθισμένος ηλιακός άνεμος στη Γη ταξιδεύει περίπου 400 χιλιόμετρα το δευτερόλεπτο - σχεδόν εντυπωσιακό 900.000 μίλια την ώρα. Αλλά ο ηλιακός άνεμος περιέχει μόνο περίπου πέντε πρωτόνια σε κάθε κυβικό εκατοστό. Αυτό είναι λιγότερο από το ένα δισεκατομμύριο δισεκατομμυριοστό της πυκνότητας του αέρα στη Γη. ο

Τα σωματίδια του ηλιακού ανέμου είναι πρωτόνια και ηλεκτρόνια. Αυτά είναι φορτισμένα σωματίδια. Όταν η ροή φορτισμένων σωματιδίων χτυπά έναν δορυφόρο, κάνει τη φόρτιση να συλλέγεται σε δορυφορικές επιφάνειες. Αυτό μπορεί να προκαλέσει δύο προβλήματα. Πρώτον, διαφορετικά μέρη του δορυφόρου συσσωρεύονται με διαφορετικό φορτίο, έτσι μια μεγάλη διαφορά τάσης μπορεί να συσσωρευτεί μεταξύ γειτονικών επιφανειών. Δεύτερον, όταν οι δορυφόροι εισέρχονται και σκιάζουν, μπορούν να αποδεσμεύσουν τη χρέωση που έχουν συλλέξει. Και τα δύο αυτά εφέ μπορούν να οδηγήσουν σε ταχεία εκφόρτιση - όπως μια μικροσκοπική βολή κεραυνών μέσω του δορυφόρου. Οι δορυφόροι έχουν ενσωματωμένα προστατευτικά έναντι φυσιολογικών επιπέδων ηλιακού ανέμου, αλλά οι έντονες εκρήξεις που συνοδεύουν τα CME μπορούν να κατακλύσουν αυτές τις προστασίες και να καταστρέψουν ή να καταστρέψουν τα ηλεκτρονικά.

Ο ηλιακός άνεμος περιέχει μερικά αργά και μερικά γρήγορα κινούμενα σωματίδια. Τα ταχύτερα σωματίδια μπορεί να είναι εξαιρετικά ενεργητικά, τόσο ενεργητικά που μπορούν να τεμαχίσουν μέσα από τα εξωτερικά στρώματα ενός δορυφόρου και να οργωθούν στα ηλεκτρονικά τσιπ. Αν και τα σωματίδια είναι μικροσκοπικά, τα χαρακτηριστικά των μικροτσίπ είναι επίσης μικροσκοπικά, έτσι αυτά τα πολύ ενεργητικά σωματίδια μπορούν να καταστρέψουν τα ηλεκτρονικά. Αν και οι δορυφόροι είναι προστατευμένοι έναντι αυτών των σωματιδίων, δεν μπορούν να προστατεύσουν από κάθε πιθανό σωματίδιο. Η μεγαλύτερη προστασία είναι ότι αυτά τα πολύ ενεργητικά σωματίδια είναι σπάνια.

Μερικά από τα φορτισμένα σωματίδια του ηλιακού ανέμου πυροβολούν κατευθείαν στην ατμόσφαιρα, αλλά τα περισσότερα απομακρύνονται από το μαγνητικό πεδίο της Γης. Το μαγνητικό πεδίο κλείνει τα σωματίδια στους βόρειους και νότιους πόλους. Εκεί τα σωματίδια διοχετεύονται στα ανώτερα στρώματα της ιονόσφαιρας. Η νέα εισροή φορτισμένων σωματιδίων μπερδεύει τη μετάδοση ραδιοφώνου - εμποδίζοντας ορισμένα σήματα και ενισχύοντας άλλα. Αυτό απενεργοποιεί την επικοινωνία από και προς δορυφόρους, διαταράσσοντας, για παράδειγμα, τις λειτουργίες του Παγκόσμιου Συστήματος Εντοπισμού.