A napkitörések és a földmágneses viharok hatására a Föld felső légkörébe töltött részecskék, plazma sodródik a napszélből. Ezek a kis vagy közepes energiájú részecskék a sugárzási övben nagy energiára tesznek szert az ott lezajló hullámrészecske-kölcsönhatásokban, és csapdába esnek a földi mágneses térben.
– A mágneses erővonalak úgynevezett mágneses csapdát alkotnak, amiből a benn rekedt töltött részecskék önmaguktól nem tudnak kiszabadulni. Amíg a csapdában vannak, komoly veszélyt jelentenek a műholdak és űreszközök elektronikájára. Elvileg valamennyi műhold veszélyben van, de inkább a magasabb pályán lévők, mert azok találkozhatnak a csapdába esett részecskékkel. A nagyon alacsony pályán keringő műholdakat megvédi a környezetükben lévő sűrűbb légkör. Kivéve a nagyon nagy energiájú részecskéket, amelyek itt is veszélyt jelentenek, de ezek szerencsére ritkábban keletkeznek és kevesebb is van belőlük. A jelenség több száz közepes és magas pályás holdat érint, beleértve a távközlési és műsorszóró holdakat is – tájékoztatott Lichtenberger János professzor.
Nagyon fontos annak előrejelzése, hogy mennyi ideig tart, amíg ezek a nagy energiájú részecskék kiszóródnak a csapdából. Az ELTE professzora szerint erősen változó a csapdázás ideje.
Néhány órától néhány napig vagy hétig is eltarthat, és nem egyforma a különböző energiákat tekintve. Függ a kezdeti feltételektől (milyen erős a mágneses vihar) és a vihar lefolyásától is. A FARBES célja pont az, hogy forgatókönyveket gyártsanak a különféle esetekre, azaz megpróbálják a kezdeti feltételek alapján leírni, hogy mennyi ideig tart és milyen lesz a pontos lefolyása a viharnak – ez itt a különféle energiájú csapdázott részecskék élettartamát jelenti, mert a műholdoperátorok ez alapján döntik el, hogy mikor kapcsolják ki és mikor kapcsolják vissza a műholdat. Az adott időintervallumban a műholdakat alapállapotba kell kapcsolni, ilyenkor a hibás műveletek esélye lényegesen alacsonyabb. A kikapcsolt műhold azonban veszteséges az üzemeltetőknek, ezért a cél a veszteségek minimalizálása: a műhold csak addig maradjon kikapcsolva, amíg az feltétlenül szükséges.
Lichtenberger János szerint a becsapdázott részecskék miatt több műhold is megsérült már. Volt olyan, amelyet elveszítettünk, de volt olyan is, amelyik néhány hónap után újra csaknem teljes értékűen működött. Ezek az utóbbi 10-15 év eseményei, de biztosan voltak számosan ilyenek régebben is, amikor még nem voltak tisztában a folyamatokkal és nem gondoltak erre a lehetőségre.
A folyamat előrejelzéséhez valós idejű műholdas mérések kellenek – azaz kellenének, mert jelenleg nincs ilyen műhold.
– Nemzetközi konzorciumunk éppen ezért földi mérésekre alapozva készít olyan előrejelzéseket, amelyek a már említett veszélyes periódusok időtartamát becslik meg sugárzásiöv-modellek segítségével – teszi hozzá az ELTE professzora.
A sugárzásiöv-modellek kulcsparaméterei földi méréseken alapulnak. Ezekben a mérésekben több évtizedes tapasztalata van az ELTE Geofizikai és Űrtudományi Tanszék űrkutató csoportjának. Korábban kiépítettek egy olyan globális mérőhálózatot (AWDANet), amelyben a felső légkör és a plazmaszféra elektronsűrűségét a villámok által keltett jelek segítségével mérik. A hálózat olyan természetes eredetű rádiójelek vételére is alkalmas, melyeknek erőssége a sugárzási övek modelljeinek egyik fontos bemeneti paramétere.
A csoport irányítja a korábbi Eötvös Loránd Geofizikai Intézet által létrehozott európai mágneses mérőhálózatot (EMMA), amelynek mérései – más frekvenciatartományban – szintén a sugárzási övek modelljeinek fontos bemeneti paraméterei. A most induló FARBES-projekt célja a plazmaszféra és a sugárzásiöv-modellek alkalmazása az Európai Űrügynökség (ESA) űrbiztonsági programjában. A projekt összköltségvetése egymillió euró, az ELTE-re eső összeg 242 ezer euró. A hároméves program 2023. január elsején indul.
Borítókép: illusztráció (Fotó: Europress/AFP)
