ההשפעות של רוחות שמש על לווינים

אם אתה חושב על השמש ככדור ענק של מים רותחים, רוח השמש היא כמו פיתולי האדים שצפים מעל פני השטח. השמש אינה עשויה מים אלא היא ים אטומים כה חם עד כי האלקטרונים מבחוץ והפרוטונים והנייטרונים בגרעינים נפרדים זה מזה. אז הרוח הסולארית אינה מורכבת ממולקולות של מים חמים אלא מאלקטרונים בעלי אנרגיה גבוהה, פרוטונים וגרעינים אטומיים אחרים. השמש תמיד רותחת - תמיד פולטת ענן של אלקטרונים ופרוטונים - אבל מדי פעם היא מבעבעת קצת יותר בעוז. הבועות המתפוצצות באנרגיה גבוהה גורמות לתפיחות נוספות של חלקיקים הנקראות פליטות מסה של העטרה, או CME. פני כדור הארץ מוגנים כמעט מכל השפעות רוח השמש, אך לוויינים אינם כאלה בַּר מַזָל.

רוח השמש הרגילה על פני כדור הארץ עוברת כ -400 ק"מ לשנייה - כמעט 900,000 מיילים לשעה מרשימה. אך רוח השמש מכילה רק כחמישה פרוטונים בכל סנטימטר מעוקב. זה פחות ממיליארד מיליארד מהצפיפות של האוויר על פני כדור הארץ. ה צפיפות נמוכה משמע הרוח הסולארית שהיא אינה מעבירה הרבה אנרגיה לכל דבר שהיא פוגעת, ולכן היא לא תעשה מהלך לוויני, אך היא תחמם את השכבות החיצוניות של האטמוספירה. בתקופות של רוח שמש עזה, האטמוספירה מתחממת יותר ומתרחבת, כלומר לוויינים עם מסלולים נמוכים מכ -1,000 קילומטרים (620 מייל) נוטים יותר להיתקל באוויר ולאבד אנרגיה - מורידים את מסלולי הלוויין עד 30 ק"מ (18 מיילס).

חלקיקי הרוח הסולארית הם פרוטונים ואלקטרונים. אלה חלקיקים טעונים. כאשר זרם החלקיקים הטעונים פוגע בלווין, הוא גורם לאיסוף מטען על משטחי לווין. זה יכול לגרום לשתי בעיות. ראשית, חלקים שונים של הלוויין צוברים מטען באופן שונה, כך שהפרש מתח גדול יכול להצטבר בין משטחים סמוכים. שנית, כאשר לוויינים נכנסים ויוצאים מהצל הם יכולים לשחרר את המטען שאספו. שתי ההשפעות הללו יכולות להוביל לפריקה מהירה - כמו ברק מיניאטורי שיורה דרך הלוויין. בלוויינים יש הגנות מובנות מפני רמות נורמליות של רוח השמש, אך התפרצויות עזות הנלוות ל- CME יכולות להכריע את ההגנות ולפגוע או להרוס אלקטרוניקה.

רוח השמש מכילה חלקיקים נעים איטית וחלקם נעים במהירות. החלקיקים המהירים ביותר יכולים להיות אנרגטיים במיוחד, כל כך אנרגטיים שהם יכולים לחתוך דרך השכבות החיצוניות של הלוויין ולחרוש לתוך השבבים האלקטרוניים. למרות שהחלקיקים הם מיקרוסקופיים, התכונות על שבבי המיקרו הם גם מיקרוסקופיות, ולכן החלקיקים האנרגטיים מאוד יכולים להרוס אלקטרוניקה. למרות שלוויינים מוגנים מפני חלקיקים אלה, הם אינם יכולים להגן מפני כל חלקיק אפשרי. ההגנה הגדולה ביותר היא שהחלקיקים האנרגטיים האלה הם נדירים.

חלק מהחלקיקים הטעונים של הרוח הסולארית יורים היישר לאטמוספירה, אך רובם הופכים הצדה על ידי השדה המגנטי של כדור הארץ. השדה המגנטי מעביר את החלקיקים לקוטב הצפוני והדרומי. שם החלקיקים מועברים לשכבות העליונות של היונוספירה. הזרם החדש של חלקיקים טעונים מתעסק עם שידור רדיו - חוסם אותות מסוימים ומשפר אחרים. זה מעביר תקשורת לוויינים וממנה, ומשבש, למשל, את פעולות מערכת המיקום הגלובלית.