ผลกระทบของลมสุริยะที่มีต่อดาวเทียม

ถ้าคุณคิดว่าดวงอาทิตย์เป็นลูกกลมๆ ที่มีน้ำเดือด ลมสุริยะก็เหมือนไอน้ำที่ลอยออกจากผิวน้ำ ดวงอาทิตย์ไม่ได้ประกอบด้วยน้ำ แต่เป็นทะเลของอะตอมที่ร้อนมากจนอิเล็กตรอนที่อยู่ภายนอก โปรตอนและนิวตรอนที่นิวเคลียสแยกออกจากกัน ลมสุริยะไม่ได้ประกอบด้วยโมเลกุลของน้ำร้อน แต่มีอิเล็กตรอนพลังงานสูง โปรตอน และนิวเคลียสของอะตอมอื่นๆ ดวงอาทิตย์มักจะร้อนอบอ้าวอยู่เสมอ ทำให้เกิดเมฆอิเล็กตรอนและโปรตอนออกมา แต่ทุก ๆ ครั้งมันก็จะเกิดฟองรุนแรงขึ้นเล็กน้อย ฟองอากาศที่ระเบิดด้วยพลังงานสูงส่งผลให้เกิดการพองตัวของอนุภาคที่เรียกว่าการขับมวลโคโรนาลหรือ CME พื้นผิวโลกได้รับการปกป้องจากผลกระทบของลมสุริยะเกือบทั้งหมด แต่ดาวเทียมไม่เป็นเช่นนั้น โชคดี.

ลมสุริยะธรรมดาที่โลกเดินทางประมาณ 400 กิโลเมตรต่อวินาที เกือบ 900,000 ไมล์ต่อชั่วโมงที่น่าประทับใจ แต่ลมสุริยะมีโปรตอนเพียงห้าตัวในทุกลูกบาศก์เซนติเมตร นั่นน้อยกว่าหนึ่งพันล้านของความหนาแน่นของอากาศบนโลก ความหนาแน่นต่ำ ของลมสุริยะหมายความว่ามันจะไม่ถ่ายเทพลังงานจำนวนมากไปยังสิ่งที่กระทบ ดังนั้นมันจะไม่ทำให้ดาวเทียมเคลื่อนที่ แต่จะทำให้ชั้นนอกของบรรยากาศร้อนขึ้น ในช่วงเวลาที่ลมสุริยะพัดแรง บรรยากาศจะร้อนขึ้นและขยายตัวมากขึ้น ซึ่งหมายความว่าดาวเทียมที่มีวงโคจรต่ำกว่า 1,000 ดวง กิโลเมตร (620 ไมล์) มีแนวโน้มที่จะวิ่งขึ้นไปในอากาศและสูญเสียพลังงาน ช่วยลดวงโคจรของดาวเทียมได้มากถึง 30 กิโลเมตร (18 ไมล์)

อนุภาคของลมสุริยะคือโปรตอนและอิเล็กตรอน สิ่งเหล่านี้คืออนุภาคที่มีประจุ เมื่อกระแสของอนุภาคที่มีประจุพุ่งชนดาวเทียม ประจุจะสะสมบนพื้นผิวดาวเทียม ซึ่งอาจทำให้เกิดปัญหาสองประการ ประการแรก ส่วนต่าง ๆ ของดาวเทียมสะสมประจุต่างกัน ดังนั้นแรงดันไฟฟ้าที่ต่างกันมากสามารถสร้างขึ้นระหว่างพื้นผิวที่อยู่ติดกันได้ ประการที่สอง เมื่อดาวเทียมเข้าและออกจากเงามืด ดาวเทียมสามารถปลดปล่อยประจุที่เก็บไว้ได้ ผลกระทบทั้งสองนี้สามารถนำไปสู่การปลดปล่อยอย่างรวดเร็ว - เช่นเดียวกับสายฟ้าขนาดเล็กที่ยิงผ่านดาวเทียม ดาวเทียมมีการป้องกันลมสุริยะในระดับปกติในตัว แต่การระเบิดที่รุนแรงที่มาพร้อมกับ CME สามารถครอบงำการป้องกันและความเสียหายหรือทำลายอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

ลมสุริยะประกอบด้วยอนุภาคที่เคลื่อนที่ช้าและเคลื่อนที่เร็วบางส่วน อนุภาคที่เร็วที่สุดสามารถมีพลังมหาศาล ดังนั้นพลังที่พวกมันสามารถผ่าผ่านชั้นนอกของดาวเทียมและไถเข้าไปในชิปอิเล็กทรอนิกส์ได้ แม้ว่าอนุภาคจะมีขนาดเล็กมาก แต่คุณสมบัติต่างๆ บนไมโครชิปก็ใช้กล้องจุลทรรศน์เช่นกัน ดังนั้นอนุภาคที่มีพลังมากเหล่านั้นสามารถทำลายอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ได้ แม้ว่าดาวเทียมจะป้องกันอนุภาคเหล่านี้ แต่ก็ไม่สามารถป้องกันทุกอนุภาคที่เป็นไปได้ การป้องกันที่ใหญ่ที่สุดคืออนุภาคที่มีพลังสูงเหล่านี้หายาก

อนุภาคที่มีประจุของลมสุริยะบางส่วนพุ่งเข้าสู่ชั้นบรรยากาศ แต่ส่วนใหญ่จะถูกเบี่ยงเบนโดยสนามแม่เหล็กของโลก สนามแม่เหล็กส่งอนุภาคออกไปที่ขั้วเหนือและขั้วใต้ อนุภาคจะถูกส่งไปยังชั้นบนของไอโอโนสเฟียร์ การไหลเข้าใหม่ของอนุภาคประจุไฟฟ้ารบกวนการส่งสัญญาณวิทยุ ซึ่งขัดขวางสัญญาณบางอย่างและเพิ่มประสิทธิภาพสัญญาณอื่นๆ ที่ขัดขวางการสื่อสารไปและกลับจากดาวเทียม รบกวน เช่น การทำงานของ Global Positioning System