Данные миссии Van Allen Probes показали: чем дольше геомагнитная буря — тем выше риск повреждения космической техники

26.05.2025 14:33:00 | iXBT.com

Учёные выяснили, что продолжительные геомагнитные возмущения (известные как HILDCAA) сильнее влияют на радиационный пояс Земли, чем кратковременные. Это открытие основано на данных зондов NASA Van Allen Probes, которые изучали магнитное поле планеты с 2012 по 2019 год. Анализ двух событий за время миссии — самого короткого (2015) и самого длинного (2017) — показал: чем дольше длится возмущение, тем выше риск повреждения спутников из-за накопления высокоэнергетических электронов.

Во время коротких событий электроны в радиационном поясе резко разгоняются, но их поток быстро снижается после окончания бури. Однако длительные возмущения вызывают устойчивый рост числа частиц, которые способны пробивать защиту космических аппаратов. Приборы на спутниках зафиксировали, что электроны с энергией, близкой к скорости света (релятивистские), сначала уменьшались в количестве, а затем, с задержкой, начинали накапливаться. Электроны с меньшей энергией, напротив, увеличивали поток почти мгновенно. Это указывает на сложный двухэтапный механизм ускорения частиц.

Иллюстрация: Leonardo

Ключевую роль в процессе играют магнитные волны, возникающие вблизи Земли. Во время длительных бурь усиливаются низкочастотные колебания (ULF-волны), которые «раскачивают» электроны, передавая им энергию. Кроме них, активность проявляют так называемые «хорус-волны» — высокочастотные возмущения, дополнительно разгоняющие частицы. Чем дольше длится геомагнитное событие, тем мощнее становятся эти волны, создавая кумулятивный эффект.

Исследователи также обнаружили, что во время длительных бурь электроны не только увеличивают энергию, но и смещаются в зоны с более высокой радиационной нагрузкой (L-оболочки). Это повышает риск для спутников на орбитах, которые ранее считались безопасными. Например, аппараты связи или навигационные системы могут столкнуться с неожиданными сбоями из-за повреждения электроники.

Полученные данные ставят под вопрос текущие модели прогнозирования космической погоды, где продолжительность событий часто не учитывается. Учёные предлагают обновить расчёты, чтобы точнее предсказывать радиационную обстановку. Это важно для защиты многомиллиардных спутниковых группировок, включая системы Starlink и GPS. В ближайшие годы планируются новые исследования с использованием спутниковых сетей и компьютерного моделирования, чтобы снизить риски для космической инфраструктуры.

Подробнее