Det er svært at forudsige rumvejr, men en ny australsk satellit kunne gøre det lettere

Den australsk fremstillede rumvejrsatellit CUAVA-1 blev sat i kredsløb fra den internationale rumstation onsdag aften. Sendt til rumstationen i august ombord på en SpaceX raket, et hovedfokus for denne skoæskestørrelse CubeSat er at studere, hvad stråling fra Solen gør ved Jordens atmosfære og elektroniske enheder.

Rumvejr såsom soludbrud og ændringer i solvinden påvirker Jordens ionosfære (et lag af ladede partikler i den øvre atmosfære). Dette har igen indflydelse på langdistanceradiokommunikation og nogle satellitters kredsløb, samt skabe udsving i det elektromagnetiske felt, der kan skabe kaos med elektronik i rummet og ned til jorden.

Den nye satellit er den første designet og bygget af Australian Research Council Training Center for Cubesats, UAV'er, og deres applikationer (eller CUAVA for kort). Det bærer nyttelast og teknologidemonstratorer bygget af samarbejdspartnere fra University of Sydney, Macquarie University, og UNSW-Sydney.

Et af CUAVA-1s mål er at hjælpe med at forbedre vejrudsigter i rummet, som i øjeblikket er meget begrænsede. Ud over dens videnskabelige mission, CUAVA-1 repræsenterer også et skridt mod Australian Space Agencys mål om at vokse den lokale rumindustri med 20, 000 job inden 2030.

Satellitter og rumvejr

Mens Australian Space Agency først blev dannet i 2018, Australien har en lang historie inden for satellitforskning. I 2002 for eksempel, FedSat var en af ​​de første satellitter i verden, der havde en GPS-modtager ombord.

Rumbaserede GPS-modtagere gør det i dag muligt rutinemæssigt at måle atmosfæren over hele verden til vejrovervågning og forudsigelse. Bureau of Meteorology og andre vejrudsigtsbureauer er afhængige af rumbaserede GPS-data i deres prognoser.

Rumbaserede GPS-modtagere gør det også muligt at overvåge Jordens ionosfære. Fra højder på omkring 80 km til 1, 000 km, dette lag af atmosfæren går fra en gas af uladede atomer og molekyler til en gas af ladede partikler, både elektroner og ioner. (En gas af ladede partikler kaldes også et plasma.)

Ionosfæren er placeringen af ​​de smukke nordlysskærme, der er almindelige på høje breddegrader under moderate geomagnetiske storme, eller "dårligt rumvejr, "men der er meget mere i det.

Ionosfæren kan forårsage vanskeligheder for satellitpositionering og navigation, men det er også nogle gange nyttigt, som når jordbaseret radar og radiosignaler kan afvises for at scanne eller kommunikere over horisonten.

Hvorfor rumvejr er så svært at forudsige

Forståelse af ionosfæren er en vigtig del af operationelle vejrudsigter i rummet. Vi ved, at ionosfæren bliver meget uregelmæssig under alvorlige geomagnetiske storme. Det forstyrrer radiosignaler, der passerer gennem det, og skaber bølger af elektrisk strøm i elnet og rørledninger.

Under kraftige geomagnetiske storme, en stor mængde energi dumpes i jordens øvre atmosfære nær nord- og sydpolen, samtidig med at strømme og strømninger i den ækvatoriale ionosfære ændres.

Denne energi spredes gennem systemet, forårsager udbredte ændringer i hele den øvre atmosfære og ændrer vindmønstre i høj højde over ækvator timer senere.

I modsætning, Røntgenstråler og UV-stråling fra soludbrud opvarmer atmosfæren direkte (over ozonlaget) over ækvator og midterste breddegrader. Disse ændringer påvirker mængden af ​​modstand, der opleves i lav kredsløb om Jorden, gør det vanskeligt at forudsige satellitters og rumaffalds veje.

Selv uden for geomagnetiske storme, der er "stilletids"-forstyrrelser, der påvirker GPS og andre elektroniske systemer.

På nuværende tidspunkt we can't make accurate predictions of bad space weather beyond about three days ahead. And the flow-on effects of bad space weather on the Earth's upper atmosphere, including GPS and communication disturbances and changes in satellite drag, are even harder to forecast ahead of time.

Som resultat, most space weather prediction agencies are restricted to "nowcasting":observing the current state of space weather and projecting for the next few hours.

It will take a lot more science to understand the connection between the Sun and the Earth, how energy from the Sun dissipates through the Earth system, and how these system changes influence the technology we increasingly rely on for everyday life.

This means more research and more satellites, especially for the equatorial to mid-latitudes relevant to Australians (and indeed most people on Earth). We hope CUAVA-1 is a step towards a constellation of Australian space weather satellites that will play a key role in future space weather forecasting.

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs den originale artikel.