Er zijn ongeveer 900 actieve satellieten in een baan rond de aarde [bron:Union of Concerned Scientists]. Het lanceren van een satelliet is geen kleinigheid. Het kan miljoenen dollars kosten om een ​​satelliet te ontwikkelen, bouw het, en plaats het in een baan. Satellieten hebben af ​​en toe een boost nodig om in een baan om de aarde te blijven. Dat betekent dat ingenieurs rekening moeten houden met het gewicht van de brandstof bovenop de satelliet zelf.

Ruimteweer kan de levensduur van satellieten op veel manieren verkorten. Als de zon een coronale massa-ejectie (CME) uitzendt, de straling en deeltjes kunnen satellietoperaties verstoren. Ioniserende straling kan een satelliet verzwakken. De energie kan ook de atmosfeer opwarmen, waardoor het uitbreidt. Een satelliet in een lage baan zou atmosferische weerstand kunnen ervaren en het risico lopen te vallen zonder een boost. Aangezien er een eindige hoeveelheid brandstof aan boord van een satelliet is, elke ongeplande boost verkort de gebruiksduur.

De magnetische schokgolf die gepaard gaat met zonneactiviteit is ook een probleem. Tenzij een satelliet goed is afgeschermd, de magnetische fluctuaties kunnen elektriciteit opwekken in de satelliet zelf. De satelliet reageert mogelijk niet goed op commando's of geeft foutieve metingen aan de grondcontrole. Onder de deeltjes die tijdens een CME van de zon reizen, bevinden zich elektronen. Zelfs een enkel elektron kan problemen veroorzaken als het door de afscherming van een satelliet dringt.

Veel militaire satellieten hebben een dikke afscherming -- waarom zou je dat niet op alle satellieten toepassen? Het antwoord op deze vraag komt neer op risico versus beloning. Afscherming voegt gewicht toe aan een satelliet. Dat betekent dat de lancering van de satelliet duurder zal zijn en afhankelijk van de baan van de satelliet, het heeft mogelijk regelmatiger boosts nodig dan lichtere satellieten. Als de kosten om de satelliet in een baan om de aarde te brengen groter zijn dan het voordeel om hem daar te hebben, het heeft geen zin om te starten.

Wat het SPACECAST-project hoopt te doen, is het bestuderen van de effecten van zonneactiviteit op satellieten met als doel toekomstige satellieten te ontwerpen die bestand zijn tegen die effecten zonder escalerende kosten. Een deel van de missie van SPACECAST is het creëren van detectiesystemen voor vroegtijdige waarschuwing waarmee satellietoperators de baan van een satelliet kunnen aanpassen of niet-essentiële systemen kunnen uitschakelen om de effecten van een zonnestorm op het apparaat te minimaliseren. Met voldoende bericht, operators kunnen ook satellietcommunicatie omleiden naar andere satellieten die zich niet in het pad van een zonnestorm bevinden.

We hebben al gezien wat er met een satelliet kan gebeuren als gevolg van zonneactiviteit. Op 20 januari 1994, twee communicatiesatellieten, ANIK E1 en ANIK E2 genaamd, hadden interne storingen als gevolg van diepe diëlektrische oplading. Elektronen die met intense energie bewogen, drongen door de afscherming van de satellieten en veroorzaakten storingen. Het duurde acht uur om de controle over E1 terug te krijgen en zeven maanden om E2 weer in gebruik te nemen [bron:Horne].

De gevaren eindigen daar niet. Moeten we astronauten in een baan om de aarde hebben tijdens een zonnestorm, ook zij zouden kwetsbaar zijn voor zonneactiviteit. SPACECAST zal helpen bij het bepalen van het soort veiligheidsmaatregelen die we moeten overwegen om astronauten veilig te houden tijdens zonne-evenementen. Dat kan het creëren van veiligheidskamers in ruimtevaartuigen en ruimtestations met dikke afscherming zijn, evenals procedures die zijn ontworpen om niet-essentiële systemen tijdens een zonnestorm uit te schakelen.

De activiteit van de zon kan ook de elektronica hier op aarde beïnvloeden. Volgende, we zullen kijken hoe een zonnestorm een ​​elektriciteitsnet kan afsluiten.

Machtsstrijd

Er is een fundamentele relatie tussen magnetisme en elektriciteit. Als je ooit een elektromagneet hebt gebouwd, je hebt dit in actie gezien. Een eenvoudige elektromagneet bestaat uit een spoel van koperdraad die om een ​​kern is gewikkeld - ijzeren spijkers werken goed. Bevestig de uiteinden van de koperdraad aan een batterij. Elektronen zullen door de koperdraad stromen en een magnetisch veld opwekken. Je kunt de met koper omwikkelde nagel als magneet gebruiken.

Terwijl elektriciteit een magnetisch veld kan creëren, het omgekeerde is ook waar. Een magnetisch veld kan elektriciteit creëren - of induceren. Als je een magnetisch veld introduceert in een elektrische geleider, je laat elektronen door de geleider stromen alsof deze op een stroombron is aangesloten. Gebruik een sterk genoeg magnetisch veld en de elektriciteitsstroom zal aanzienlijk zijn.

De zon kan ongelooflijke magnetische velden produceren. Tijdens een zonnestorm, de magnetische kracht die door de zon wordt uitgestoten, is sterk genoeg om de vorm van de magnetosfeer van de aarde te veranderen. We noemen dit een geomagnetische storm en het kan grote schade aanrichten aan grote elektrische systemen. kleinere systemen, zoals uw smartphone of computer, de neiging om veilig te zijn. Normaal gesproken, zonnestormen hebben alleen invloed op grote geleiders. Maar die grote geleiders kunnen de werking van kleinere systemen verstoren.

Een piek in elektriciteit op een elektriciteitsnet is slecht nieuws. Het kan transformatoren beschadigen en zelfs elektriciteitskabels breken, omdat er meer elektriciteit door het systeem stroomt dan waarvoor het is ontworpen. In 1989, een geomagnetische storm veroorzaakte storingen in het elektriciteitsnet van Quebec. Er was negen uur lang een volledige stroomstoring voor ongeveer zes miljoen inwoners. De totale kosten voor het HydroQuebec-systeem waren $ 6 miljard [bron:Horne].

SPACECAST zal Europese landen helpen te voorspellen wanneer een geomagnetische storm zal plaatsvinden. In theorie, het geeft landen waardevolle tijd om de belasting van het elektriciteitsnet aan te passen om zich voor te bereiden op naderende magnetische fluctuaties. In de toekomst, Smart grid-benaderingen kunnen ingenieurs de kans geven om stroombelastingen op zo'n manier te verdelen dat het klanten niet stoort.

Magnetische fluctuaties in de ionosfeer kunnen interfereren met hoogfrequente radio-uitzendingen. Dat kunnen signalen zijn die worden verzonden door GPS-satellieten, die van invloed kunnen zijn op ons op aarde -- uw betrouwbare GPS-navigatiesysteem kan daardoor uw werkelijke locatie mogelijk niet bepalen.

De mysteries van het ruimteweer