De effecten van zonnewinden op satellieten

Als je de zon ziet als een gigantische bol kokend water, dan is de zonnewind als de stoomslierten die van het oppervlak wegdrijven. De zon bestaat niet uit water, maar is in plaats daarvan een zee van atomen die zo heet is dat de elektronen aan de buitenkant en de protonen en neutronen bij de kernen van elkaar zijn gescheiden. De zonnewind bestaat dus niet uit moleculen van heet water, maar uit hoogenergetische elektronen, protonen en andere atoomkernen. De zon suddert altijd -- geeft altijd een wolk van elektronen en protonen af ​​-- maar zo nu en dan borrelt het wat feller. De hoogenergetische barstende bubbels resulteren in extra pufjes van deeltjes die coronale massa-ejecties of CME's worden genoemd. Het aardoppervlak is beschermd tegen bijna alle effecten van zonnewind, maar satellieten zijn dat niet Lucky.

Atmosferische verwarming

De gewone zonnewind op de aarde reist ongeveer 400 kilometer per seconde - bijna een indrukwekkende 900.000 mijl per uur. Maar de zonnewind bevat slechts ongeveer vijf protonen in elke kubieke centimeter. Dat is minder dan een miljard miljardste van de luchtdichtheid op aarde. De

lage dichtheid van de zonnewind betekent dat het niet veel energie overbrengt op alles wat het raakt, dus het zal geen satelliet laten bewegen, maar het zal de buitenste lagen van de atmosfeer opwarmen. In tijden van intense zonnewind warmt de atmosfeer meer op en zet uit, wat betekent dat satellieten met een baan lager dan ongeveer 1.000 kilometer (620 mijl) hebben meer kans om in de lucht te komen en energie te verliezen - het verlagen van satellietbanen met maar liefst 30 kilometer (18 mijl).

Opladen

De deeltjes van de zonnewind zijn protonen en elektronen. Dat zijn geladen deeltjes. Wanneer de stroom geladen deeltjes een satelliet raakt, zorgt het ervoor dat lading zich verzamelt op satellietoppervlakken. Dit kan twee problemen veroorzaken. Ten eerste accumuleren verschillende delen van de satelliet op verschillende manieren lading, dus er kan een groot spanningsverschil ontstaan ​​tussen aangrenzende oppervlakken. Ten tweede, wanneer satellieten in en uit de schaduw gaan, kunnen ze de lading die ze hebben verzameld vrijgeven. Beide effecten kunnen leiden tot een snelle ontlading - zoals een miniatuurbliksemschicht die door de satelliet schiet. Satellieten hebben ingebouwde beveiligingen tegen normale niveaus van zonnewind, maar intense uitbarstingen die CME's vergezellen, kunnen die beveiligingen overweldigen en elektronica beschadigen of vernietigen.

Energetische deeltjes

De zonnewind bevat enkele langzaam bewegende en enkele snel bewegende deeltjes. De snelste deeltjes kunnen extreem energiek zijn, zo energiek dat ze dwars door de buitenste lagen van een satelliet kunnen snijden en in de elektronische chips kunnen ploegen. Hoewel de deeltjes microscopisch klein zijn, zijn de kenmerken op de microchips ook microscopisch, dus die zeer energetische deeltjes kunnen elektronica vernietigen. Hoewel satellieten zijn afgeschermd tegen deze deeltjes, kunnen ze niet tegen elk mogelijk deeltje beschermen. De grootste bescherming is dat deze zeer energetische deeltjes zeldzaam zijn.

Radiotransmissie

Sommige geladen deeltjes van de zonnewind schieten regelrecht de atmosfeer in, maar de meeste worden opzij gedraaid door het aardmagnetisch veld. Het magnetische veld drijft de deeltjes naar de noord- en zuidpool. Daar worden de deeltjes naar de bovenste lagen van de ionosfeer geleid. De nieuwe toestroom van geladen deeltjes verstoort de radiotransmissie - sommige signalen worden geblokkeerd en andere versterkt. Dat verstoort de communicatie van en naar satellieten en verstoort bijvoorbeeld de werking van het Global Positioning System.

  • Delen
instagram viewer