Rumvejrshændelser knyttet til menneskelig aktivitet

Vores kolde krigshistorie giver nu videnskabsmænd en chance for bedre at forstå det komplekse rumsystem, der omgiver os. Rumvejr - som kan omfatte ændringer i Jordens magnetiske miljø - udløses normalt af solens aktivitet, men for nylig afklassificerede data om atomeksplosionsforsøg i høj højde har givet et nyt blik på de mekanismer, der udløste forstyrrelser i det magnetiske system. Sådanne oplysninger kan hjælpe med at støtte NASAs bestræbelser på at beskytte satellitter og astronauter mod den naturlige stråling, der er iboende i rummet.

Fra 1958 til 1962, USA og U.S.S.R. kørte højhøjdetest med eksotiske kodenavne som Starfish, Argus og teaktræ. Testene er for længst afsluttet, og målene på det tidspunkt var militære. I dag, imidlertid, de kan give afgørende information om, hvordan mennesker kan påvirke rummet. Testene, og andet menneskeskabt rumvejr, er fokus for en omfattende ny undersøgelse offentliggjort i Anmeldelser af rumvidenskab .

"Testene var et menneskeskabt og ekstremt eksempel på nogle af de rumvejrseffekter, som ofte forårsages af solen, " sagde Phil Erickson, assisterende direktør ved MIT's Haystack Observatory, Westford, Massachusetts, og medforfatter på papiret. "Hvis vi forstår, hvad der skete i den noget kontrollerede og ekstreme begivenhed, der blev forårsaget af en af ​​disse menneskeskabte begivenheder, vi kan lettere forstå den naturlige variation i det nære rummiljø."

I det store hele, rumvejr? som påvirker området i det nære Jord-rum, hvor astronauter og satellitter rejser? er typisk drevet af eksterne faktorer. Solen udsender millioner af højenergipartikler, solvinden, som ræser ud over solsystemet, før den møder Jorden og dens magnetosfære, et beskyttende magnetfelt, der omgiver planeten. De fleste af de ladede partikler afbøjes, men nogle finder vej ind i rummet nær Jorden og kan påvirke vores satellitter ved at beskadige elektronik ombord og forstyrre kommunikation eller navigationssignaler. Disse partikler, sammen med elektromagnetisk energi, der ledsager dem, kan også forårsage nordlys, mens ændringer i magnetfeltet kan inducere strømme, der beskadiger elnettene.

Den kolde krig tester, som detonerede sprængstoffer i højder fra 16 til 250 miles over overfladen, efterlignede nogle af disse naturlige effekter. Ved detonation, en første eksplosionsbølge udstødte en ekspanderende ildkugle af plasma, en varm gas af elektrisk ladede partikler. Dette skabte en geomagnetisk forstyrrelse, som forvrængede Jordens magnetfeltlinjer og inducerede et elektrisk felt på overfladen.

Nogle af testene skabte endda kunstige strålingsbælter, beslægtet med de naturlige Van Allen strålingsbælter, et lag af ladede partikler holdt på plads af Jordens magnetfelter. De kunstigt fangede ladede partikler forblev i et betydeligt antal i uger, og i et tilfælde, flere år. Disse partikler, naturlig og kunstig, kan påvirke elektronik på højtflyvende satellitter - faktisk mislykkedes nogle som følge af testene.

Selvom de inducerede strålingsbælter fysisk lignede Jordens naturlige strålingsbælter, deres fangede partikler havde forskellige energier. Ved at sammenligne partiklernes energier, det er muligt at skelne de fissionsgenererede partikler og dem, der forekommer naturligt i Van Allen bælterne.

Andre test efterlignede andre naturfænomener, vi ser i rummet. Teak testen, som fandt sted den 1. aug. 1958, var bemærkelsesværdig for den kunstige nordlys, der resulterede. Testen blev udført over Johnston Island i Stillehavet. Samme dag, Apia-observatoriet i det vestlige Samoa observerede et højst usædvanligt nordlys, som typisk kun observeres i ved polerne. De energiske partikler, der blev frigivet ved testen, fulgte sandsynligvis Jordens magnetfeltlinjer til den polynesiske ø-nation, fremkalde nordlys. At observere, hvordan testene forårsagede nordlys, kan give indsigt i, hvad de naturlige nordlysmekanismer også er.

Senere samme år, da Argus-testene blev udført, effekter blev set over hele verden. Disse test blev udført i højere højder end tidligere tests, lader partiklerne rejse længere rundt om Jorden. Pludselige geomagnetiske storme blev observeret fra Sverige til Arizona, og videnskabsmænd brugte det observerede tidspunkt for begivenhederne til at bestemme hastigheden, hvormed partiklerne fra eksplosionen rejste. They observed two high-speed waves:the first travelled at 1, 860 miles per second and the second, less than a fourth that speed. Unlike the artificial radiation belts, these geomagnetic effects were short-lived, lasting only seconds.

Atmospheric nuclear testing has long since stopped, and the present space environment remains dominated by natural phenomena. Imidlertid, considering such historical events allows scientists and engineers to understand the effects of space weather on our infrastructure and technical systems.

Such information adds to a larger body of heliophysics research, which studies our near-Earth space environment in order to better understand the natural causes of space weather. NASA missions such as Magnetospheric Multiscale (MMS), Van Allen Probes and Time History of Events and Macroscale Interactions during Substorms (THEMIS) study Earth's magnetosphere and the causes of space weather. Other NASA missions, like STEREO, constantly survey the sun to look for activity that could trigger space weather. These missions help inform scientists about the complex system we live in, and how to protect the satellites we utilize for communication and navigation on a daily basis.