Badania przeprowadzone przez naukowców z indyjskiego Space Physics Laboratory rzucają nowe światło na wpływ aktywności słonecznej na śmieci kosmiczne krążące wokół Ziemi. Zespół pod kierownictwem Ayishy M Ashruf przeanalizował trajektorie siedemnastu obiektów na niskiej orbicie okołoziemskiej (LEO) w okresie 36 lat, obejmującym kolejne cykle słoneczne. Jak wynika z analizy, śmieci te zaczynają znacząco szybciej spadać, gdy Słońce wchodzi w fazę wysokiej aktywności, a liczba plam słonecznych przekracza około dwóch trzecich maksimum.

Niska orbita okołoziemska (od 400 do 2 000 km nad powierzchnią Ziemi) jest miejscem intensywnie wykorzystywanym przez satelity obserwacyjne oraz konstelacje oferujące dostęp do internetu na całym świecie. Jednocześnie to na tej wysokości gromadzi się największa ilość nieczynnych już fragmentów satelitów i resztek rakiet. Według badaczy grozi to efektem domina, w którym jedno poważne zderzenie może prowadzić do powstania licznych szczątków, które zaczną zderzać się z innymi satelitami.

Kluczowym wnioskiem z badań jest fakt, że śmieci kosmiczne tracą wysokość szybciej, gdy względy aktywności słonecznej osiągają wyższe poziomy. „Pokazujemy, że śmieci kosmiczne szybciej opadają, kiedy Słońce jest bardziej aktywne” – wskazała Ayisha M Ashruf w komunikacie prasowym. „Jest to pierwsze tak wyraźne potwierdzenie, że powyżej określonego poziomu aktywności słonecznej ten efekt przyspiesza. To istotny krok dla planowania przyszłych misji i bezpieczeństwa orbitalnego.”

Mechanizm tego zjawiska polega na zwiększaniu się gęstości górnych warstw atmosfery, gdy Słońce emituje więcej promieniowania ultrafioletowego i wysokoenergetycznych cząstek. Emisje te powodują, że termosfera rozszerza się i gęstnieje, przez co rośnie opór powietrza działający na obiekty znajdujące się na orbicie. To właśnie ten opór powoduje szybszy spadek śmieci kosmicznych na Ziemię podczas maksymalnej aktywności słonecznej.

Jak podaje zespół z Thiruvananthapuram, przełom następuje wtedy, gdy liczba plam słonecznych przekracza około 67 proc. wartości szczytowej w danym cyklu. Nie zależy to od stałej wartości promieniowania, lecz od relatywnej fazy cyklu słonecznego. „W okolicach maksimum liczba emitowanych przez Słońce wysokoenergetycznych cząstek znacznie rośnie, co bezpośrednio wpływa na atmosferę i ruch obiektów na orbicie” – tłumaczyła Ashruf.

Wnioski płynące z tych badań są ważne nie tylko dla naukowców zajmujących się zagrożeniami związanymi ze śmieciami na orbicie, ale także dla firm i organizacji zarządzających satelitami. „Nasze obserwacje sugerują, że również satelity szybciej tracą wysokość, gdy aktywność słoneczna wzrasta. To oznacza konieczność częstszych korekt kursu i większe zapotrzebowanie na paliwo, zwłaszcza podczas misji rozpoczynanych w pobliżu szczytu cyklu” – dodała Ashruf.

Ciekawostką jest fakt, że dane do tych analiz pochodziły z obiektów wystrzelonych już w latach 60., które wciąż dostarczają informacji przydatnych do prognozowania długofalowych zmian w zachowaniu termosfery pod wpływem promieniowania słonecznego.