12 мая
Сколтех
1

Создан метод прогнозирования радиопотока от Солнца на два года вперед

Ученые из Сколтеха совместно с коллегами из Грацского университета имени Карла и Франца и обсерватории Канцельхох (Австрия), а также из Европейского центра управления космическими полетами разработали метод и программное обеспечение под названием RESONANCE для прогноза радиопотока от Солнца на 1-24 месяца вперед. RESONANCE будет использоваться для повышения точности оценки орбит спутников, сервисов возвращения спутников на Землю, моделирования космического мусора и предотвращения столкновения космических аппаратов.

Создан метод прогнозирования радиопотока от Солнца на два года вперед / ©Getty images

Результаты исследования опубликованы в одном из ведущих журналов по астрономии и астрофизике – The Astrophysical Journal Supplement Series. С момента запуска в космос первого спутника в 1957 году, на орбиту вокруг Земли, Солнца и других небесных тел было запущено боле 41 500 тонн искусственных объектов. Большинство объектов, такие, как корпуса ракет, большие куски космического мусора, уже вернулись обратно в атмосферу Земли неконтролируемым образом.

Это подвергает опасности людей, а также объекты инфраструктуры на Земле. Поэтому в настоящее время ведутся работы по прогнозированию солнечной активности для оценки времени возвращения космических аппаратов на Землю, корректировки орбит спутников, предупреждения столкновений, моделирования космического мусора. Прогноз времени возвращения объектов на Землю – это сложная задача, поскольку требует оценки плотности верхней атмосферы Земли, сильно зависящей от солнечной активности, которую, в свою очередь, тоже трудно спрогнозировать.

Количество объектов, вернувшихся в атмосферу земли в течение 11-летнего солнечного цикла № 24. Верхняя панель: Радиопоток от Солнца F10.7 см. Средняя панель: Объекты полезной нагрузки и корпуса ракет. Нижняя панель: Объекты космического мусора / ©Petrova et. al., 2021

Из-за солнечной активности атмосфера Земли может сильно нагреваться и расширяться, и спутник может сойти с орбиты и упасть обратно на Землю – это явление называют атмосферным торможением. Кроме того, когда спутник сходит с орбиты и встречается с космическим мусором, даже маленькая частичка, меньше одного сантиметра, летящая на огромной скорости, может действовать, как бомба при столкновении с космическим аппаратом.

Международная группа ученых под руководством профессора Космического центра Сколтеха Татьяны Подладчиковой разработала новый метод и программное обеспечение под названием RESONANCE (Radio Emissions from the Sun: ONline ANalytical Computer-aided Estimator) для прогнозирования радиопотоков от Солнца F10.7 и F30 на 1-24 месяца вперед. Индексы F10.7 и F30 представляют собой плотность потока солнечного радиоизлучения на длине волны 10.7 и 30 сантиметров, усредненную за час, и являются индикаторами солнечного ультрафиолетового излучения, которое нагревает верхние слои атмосферы Земли.

Разработанный метод объединяет использование современных физических моделей и передовых техник обработки данных. Полученные прогнозы радиопотоков F10.7 и F30 используются в качестве индикатора солнечной активности и поступают на вход сервиса прогнозирования возвращения объектов в атмосферу Земли для последующей оценки времени возвращения объектов на Землю.

«Мы провели систематическую оценку эффективности работы RESONANCE для прогнозирования времени возвращения объектов в атмосферу Земли на прошлых кампаниях Европейского космического агентства для 602 объектов полезной нагрузки и корпусов ракет, а также 2344 объектов космического мусора, которые вернулись на Землю в период с 2006 по 2019 годы в течение полного 11-летнего цикла солнечной активности.

Обломок вернувшегося космического объекта, найденный в Индонезии. Сфера диаметром примерно 50 сантиметров и массой 7,4 килограмма / ©Европейское космическое агентство.

Результаты испытаний показали, что прогнозы, полученные с помощью RESONANCE, приводят к улучшениям прогнозов времени возвращения объектов в атмосферу, и поэтому могут быть рекомендованы в качестве новой операционной службы космической погоды», – говорит первый автор исследования, выпускник магистратуры Сколтеха Елена Петрова, которая сейчас продолжит учебу в аспирантуре в Лёвенском католическом университете, в Центре математической астрофизики плазмы.

«Количество объектов, которые возвращаются на землю тесно связано с уровнем солнечной активности — большинство объектов возвращаются во время фазы максимума 11-летнего цикла солнечной активности. Интересно отметить, что время возврата объектов космического мусора строго следует за эволюцией солнечного цикла, мгновенно реагируя на изменения солнечной активности.

Но в то же время, полезные нагрузки и корпуса ракет также демонстрируют большое количество возвращений во время фазы снижения солнечного цикла, что может быть связано с временной задержкой между солнечной активностью и возвратом на Землю для крупных объектов», – говорит профессор Астрид Верониг, соавтор исследования и директор обсерватории Канцельхох Грацского университета.

«Очень важно отслеживать и прогнозировать солнечную активность для нужд прогнозирования поведения космических объектов. Например, американскую станцию Скайлэб после прекращения ее работы в 1970-х годах хотели контролируемо спустить на Землю, но эффект торможения из-за солнечной активности не был четко рассчитан, и станция упала непредсказуемо сама по себе в океан.

Другой пример имел место совсем недавно, 9 мая 2021 года, когда остатки второй ступени ракеты Long March 5B, запустившей первый модуль китайской космической станции, неконтролируемо вернулись на Землю и упали в Индийский океан. Разработка надежных оперативных служб космической погоды, объединяющих передовые исследования с техническими приложениями, имеет первостепенное значение для защиты космической и наземной инфраструктуры, а также развития освоения космического пространства.

И какие бы ни бушевали бури, мы желаем вам хорошей космической погоды», – говорит профессор Космического центра Сколтеха, соавтор исследования, Татьяна Подладчикова. В настоящее время авторы работают над подготовкой RESONANCE для создания новой оперативной службы космической погоды для непрерывного прогнозирования радиопотока от Солнца. 

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Сколковский институт науки и технологий — негосударственный технологический университет, расположенный в инновационном центре Сколково. Институт был создан в 2011 году при поддержке Массачусетского технологического института. Модель института предусматривает тесную интеграцию технологического образования, исследовательской работы и предпринимательских навыков. Институт ведёт обучение по программам магистратуры и PhD, рабочий язык — английский.
24 ноября
Ольга Иванова

Исследование международного коллектива специалистов пролило свет на внезапное похолодание, произошедшее 34 миллиона лет назад и способствовавшее образованию антарктических ледяных щитов.

Вчера, 14:21
Ольга Иванова

Исследовательская группа из Великобритании провела эксперимент и выяснила, какие факторы могут быть причиной удовольствия, получаемого от объятий.

Позавчера, 11:34
Илья Ведмеденко

Российские инженеры спроектировали самолет для межконтинентальных полетов в стратосфере. Его можно назвать условным аналогом британского Skylon.

23 ноября
Мария Азарова

Международная команда ученых на примере более чем 30 тысяч жителей Западной Европы и США оценила связь между возникновением сердечной недостаточности и приемом аспирина.

21 ноября
Александр Березин

Зачем Россия во время испытания нового оружия создала кучу обломков, угрожающих МКС? Верно ли, что подобные действия сделают ближний космос непригодным к использованию? Naked Science рассказывает, почему ответы на оба эти вопроса — совсем не такие, как кажется.

20 ноября
Алиса Гаджиева

Черная смерть (вторая большая европейская пандемия чумы), которая собирала свой урожай с XIV по XIX век, убила, по, некоторым оценкам, до 60% населения Европы времен Столетней войны. А в VI веке с ее предшественницей столкнулась бурно развивающаяся после многих десятилетий кризиса Восточная Римская империя. Византия устояла, несмотря на гибель десятков процентов населения. Но первая чума нанесла по ней ужасающий удар — не дав вернуть былое могущество. Некоторые предполагают, что империя выжила, так как пандемия была «несущественной». Naked Science разбирается, насколько верно это утверждение.

3 ноября
Ольга Иванова

Исследований на эту тему, как ни странно, мало, хотя предположений — великое множество. По мнению ученых из Венгрии, одна из причин такого поведения — высокая концентрация внимания на речи хозяина, а еще это означает, что собака слышит знакомое слово.

28 октября
Мария Азарова

Все образцы продукции популярных ресторанов быстрого питания, протестированные американскими учеными, содержали один или несколько видов фталатов либо других пластификаторов.

12 ноября
Мария Азарова

Кошки оказывались сбиты с толку, когда их человек, как им казалось, «телепортировался» в новое, неожиданное место. Однако они не реагировали таким же образом на чужих людей или других животных.

[miniorange_social_login]

Комментарии

1 Комментарий

12.05.2021
-
0
+
👍
Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: