 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
Зонд «Солнечный парус» мог обнаружить космические торнадо и раньше
Согласно новому исследованию, спирали солнечного ветра могут вызывать более крупные солнечные извержения и нарушать магнитное поле Земли, однако их слишком сложно обнаружить с помощью нашей нынешней системы оповещения с одним местоположением.
Но группировка космических аппаратов, включая тот, который движется на солнечном свете, могла бы помочь вовремя обнаружить признаки торнадо, чтобы защитить оборудование на Земле и на орбите.
Результаты исследования получены на основе компьютерного моделирования извергающегося массивного облака плазмы. от солнца и движется по Солнечной системе. Поскольку моделирование охватывает объекты, которые простираются на расстояния, в три раза превышающие диаметр Земли, вплоть до тысяч миль, исследователи смогли определить, насколько меньшие, похожие на торнадо спирали плазмы и магнитного поля, называемые магнитными тросами, становятся важными объектами сами по себе.
&»Наше моделирование показывает, что магнитное поле в этих вихрях может быть достаточно сильным, чтобы вызвать геомагнитную бурю и вызвать некоторые реальные проблемы», — говорит Чип Манчестер, профессор-исследователь в области климатических и космических наук и инженерии и автор-корреспондент the Astrophysical Journal.
В мае 2024 года геомагнитная буря вывела из строя высоковольтные линии электропередач, нарушила орбиту спутников и вынудила некоторые самолеты изменить курс. Это также нарушило работу навигационных систем на тракторах на Среднем Западе, что, по словам НАСА, обошлось каждой пострадавшей ферме в среднем в 17 000 долларов ущерба. Ради научного интереса и улучшения систем предупреждения в преддверии этих событий НАСА и Национальный научный фонд профинансировали это исследование.
Геомагнитные бури вызываются магнитными полями солнечного ветра — плазменного пузыря, который исходит от Солнца и окутывает Солнечную систему. Как и ветер на Земле, солнечный ветер дует по-разному, что и составляет космическую погоду. Извержения на Солнце создают самую экстремальную космическую погоду — плотные, быстро движущиеся облака плазмы, называемые корональными выбросами массы, которые в среднем простираются на 34 миллиона миль.Но ученые также заметили относительно небольшие потоки солнечного ветра шириной от 3000 до 6 миллионов миль. Эти объекты слишком малы для типичного моделирования корональных выбросов массы, которые могут привести только к образованию объектов шириной более 7 миллионов миль, но они также слишком велики для моделирования, часто используемого для изучения магнитных полей и частиц плазмы в солнечном ветре. Новое моделирование позволяет исследователям увидеть эти особенности среднего размера наряду с большими выбросами корональной массы.Новое моделирование показало, что похожие на торнадо потоки формируются из выбросов корональной массы, когда они движутся сквозь более медленный солнечный ветер, отбрасывая в сторону вращающиеся массы плазмы, как снегоочиститель отбрасывает снег. Некоторые торнадо рассеиваются, но более стойкие вихри могут образовываться при столкновениях с соседними потоками быстрого и медленного солнечного ветра. Телескопы, направленные на Солнце, отслеживают извержения, чтобы предупредить о плохой космической погоде, но исследователи говорят, что этого недостаточно для определения потоков.»Если в пространстве между Солнцем и Землей формируются опасные явления, мы не можем просто смотреть на солнце», — говорит соавтор исследования Моджтаба Ахаван-Тафти, младший научный сотрудник отдела климатических и космических наук и инженерии.
“Это вопрос национальной безопасности. Нам нужно заранее найти структуры, подобные этим привязанным к Земле магнитным тросам, и предсказать, как они будут выглядеть на Земле, чтобы получать надежные предупреждения о космической погоде для специалистов по проектированию электросетей, диспетчеров авиакомпаний и фермеров.”
Солнечный ветер может вызвать геомагнитные бури только тогда, когда его магнитное поле месторождение имеет сильную ориентацию на юг. Космические аппараты, расположенные между Землей и Солнцем, уже помогают ученым предупреждать о космической погоде, измеряя скорость солнечного ветра, а также силу и направление его магнитного поля. Но солнечное извержение, направленное в сторону от Земли или с магнитными полями, направленными на север, все равно может вызвать вихри с магнитными полями, направленными на юг, к Земле. Эти торнадо остались бы незамеченными, если бы они не попали в поле зрения зондов, размещенных в точке L1.
«Представьте, что вы могли бы наблюдать за ураганом удаленно, используя только измерения с помощью одного датчика ветра», — говорит Манчестер. «Вы бы увидели изменение в измерениях, но вы бы не увидели всю структуру шторма целиком. Такова текущая ситуация с системами, состоящими из одного космического аппарата. Нам нужны точки обзора с нескольких станций космической погоды.”
Исследователи надеются обеспечить такое многопрофильное наблюдение за солнечными торнадо с помощью группировки космических аппаратов под названием Space Weather Investigation Frontier, или SWIFT, которая была разработана в рамках исследования концепции миссии НАСА под руководством Ахавана-Тафти.В текущем предложении четыре зонда будут размещены в форме треугольной пирамиды на расстоянии около 200 000 миль друг от друга. Три одинаковых зонда занимали бы каждый угол основания пирамиды, расположенного в плоскости вокруг L1. Последний космический аппарат-хаб, расположенный за пределами L1, будет служить вершиной пирамиды, обращенной к Солнцу. Такая конфигурация позволила бы SWIFT видеть, как меняется солнечный ветер на пути к Земле, а его центр, расположенный ближе к Солнцу, мог бы ускорить оповещение о космической погоде на 40%.Расположение apex обычно требовало бы непрактичного количества топлива для борьбы с гравитацией Солнца, но инженеры НАСА в рамках своей миссии Solar Cruiser спроектировали алюминиевый парус, который позволил бы зонду припарковаться за пределами L1. Парус покрывал бы примерно треть футбольного поля, что позволяло бы ему улавливать достаточно фотонов, чтобы поддерживать положение космического аппарата без сжигания топлива.
Зонд post Solar sail, который ранее смог обнаружить космические торнадо, впервые появился на Futurity.
Другие новости: