Effekten af ​​solvind på satellitter

Hvis du tænker på solen som en kæmpe kugle af kogende vand, er solvinden som dampen af ​​damp, der flyder væk fra overfladen. Solen er ikke lavet af vand, men er i stedet et atomerhav så varmt, at elektronerne på ydersiden og protonerne og neutronerne i kernerne er adskilt fra hinanden. Så solvinden er ikke sammensat af varmtvandsmolekyler, men af ​​høj-energi-elektroner, protoner og andre atomkerner. Solen smutter altid - altid afgiver en sky af elektroner og protoner - men nu og da bobler det lidt mere voldsomt. De høje energibrydende bobler resulterer i ekstra puster af partikler kaldet koronal masseudkastning eller CME'er. Jordens overflade er beskyttet mod næsten alle virkningerne af solvind, men satellitter er ikke så heldige.

Atmosfærisk opvarmning

Den almindelige solvind på jorden rejser omkring 400 kilometer i sekundet - næsten en imponerende 900.000 miles i timen. Men solvinden indeholder kun ca. fem protoner i hver kubikcentimeter. Det er mindre end en milliard milliarddel af luftens tæthed på jorden. Solenergiens lave tæthed betyder, at den ikke overfører meget energi til noget, den rammer, så det vil ikke gøre en satellitbevægelse, men det vil opvarme de ydre lag af atmosfæren. I tider med intens solenergi opvarmer atmosfæren mere og udvides, hvilket betyder, at satellitter med baner på under 1.000 km (620 miles) er mere tilbøjelige til at komme i luft og tabe energi - sænke satellitbaner med op til 30 kilometer ( 18 miles).

Opladning

Solvindens partikler er protoner og elektroner. De er ladede partikler. Når strømmen af ​​ladede partikler rammer en satellit, gør den opladning på satellitoverflader. Dette kan medføre to problemer. For det første oplader forskellige dele af satellitakkumulatoren forskelligt, så en stor spændingsforskel kan opbygges mellem tilstødende overflader. For det andet, når satellitter går ind og ud af skygge, kan de frigive den afgift, de har opkrævet. Begge disse effekter kan føre til hurtig udladning - som en miniature lynbolt, der skyder gennem satellitten. Satellitter har indbyggede beskyttelser mod normale niveauer af solvind, men intense udbrud, der ledsager CME'er, kan overvinde disse beskyttelser og beskadige eller ødelægge elektronik.

Energiske partikler

Solvinden indeholder nogle langsomme bevægelser og nogle hurtige partikler. De hurtigste partikler kan være yderst energiske, så energiske de kan skære helt igennem de ydre lag af en satellit og pløje ind i de elektroniske chips. Selvom partiklerne er mikroskopiske, er mikrochipsens egenskaber også mikroskopiske, så de meget energiske partikler kan ødelægge elektronik. Selv om satellitter er beskyttet mod disse partikler, kan de ikke beskytte mod enhver mulig partikel. Den største beskyttelse er, at disse meget energiske partikler er sjældne.

Radio Transmission

Nogle af de ladede partikler af solvinden skyder lige ind i atmosfæren, men de fleste bliver vendt til side af Jordens magnetfelt. Magnetfeltet shuttles partiklerne ud til nord og sydpolen. Der dirigeres partiklerne til de øvre lag i ionosfæren. Den nye tilstrømning af ladede partikler messer med radiotransmission - blokering af nogle signaler og forbedring af andre. Det afbryder kommunikation til og fra satellitter, hvilket forstyrrer for eksempel operationerne i Global Positioning System.