衛星に対する太陽風の影響

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著者: John Stephens
作成日: 1 1月 2021
更新日: 20 11月 2024
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太陽風ってなに?
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太陽を沸騰した水の巨大な小球と考えると、太陽風は表面から浮かび上がる蒸気の小滴のようなものです。太陽は水でできているのではなく、原子の海が非常に高温であるため、外側の電子と原子核の陽子と中性子は互いに分離されています。そのため、太陽風はお湯の分子ではなく、高エネルギーの電子、陽子、その他の原子核で構成されています。太陽は常に煮えています-常に電子と陽子の雲を放っています-しかし、時々それはもう少し激しく泡立ちます。高エネルギーのバブルの破裂により、コロナマスエジェクション(CME)と呼ばれる粒子の余分なパフが生じます。地球の表面は太陽風のほぼすべての影響から保護されていますが、衛星はそれほど幸運ではありません。

大気加熱

地球での普通の太陽風は、毎秒約400キロメートルを移動します。これは、時速90万マイルに相当します。しかし、太陽風には、1立方センチメートルあたり約5個の陽子しか含まれていません。それは地球上の空気の密度の10億分の1未満です。太陽風の密度が低いということは、当たったものに多くのエネルギーを移動させないことを意味します。したがって、衛星を動かすことはできませんが、大気の外層を加熱します。強い太陽風の時代には、大気はより熱くなり拡大します。つまり、軌道が約1,000キロメートル(620マイル)未満の衛星は空中に飛び込んでエネルギーを失う可能性が高く、衛星軌道が最大30キロメートル( 18マイル)。

充電

太陽風の粒子は陽子と電子です。それらは荷電粒子です。荷電粒子の流れが衛星に衝突すると、衛星表面に電荷が集まります。これは2つの問題を引き起こす可能性があります。まず、衛星のさまざまな部分が電荷を別々に蓄積するため、隣接する表面間に大きな電圧差が生じる可能性があります。第二に、衛星が影に出入りすると、収集した電荷を解放できます。これらの効果は両方とも、急速な放電につながる可能性があります-小型の稲妻が衛星を撃ち抜くように。衛星には、通常のレベルの太陽風に対する保護が組み込まれていますが、CMEに伴う激しい爆発は、それらの保護を打ち負かし、電子機器を損傷または破壊する可能性があります。

エネルギー粒子

太陽風には、動きの遅い粒子と動きの速い粒子が含まれています。最速の粒子は非常に精力的である可能性があるため、衛星の外側の層をすり抜けて電子チップにすき込むことができます。粒子は微視的ですが、マイクロチップ上の特徴も微視的であるため、これらの非常にエネルギッシュな粒子は電子機器を破壊する可能性があります。衛星はこれらの粒子から保護されていますが、あらゆる可能な粒子から保護することはできません。最大の保護は、これらの高エネルギー粒子がまれであることです。

無線伝送

太陽風の荷電粒子の一部は大気中に飛び出しますが、それらのほとんどは地球の磁場によって脇に寄せられます。磁場は、粒子を北極と南極に往復させます。そこで粒子は電離層の上部層に送られます。荷電粒子の新しい流入は無線伝送を混乱させます-一部の信号をブロックし、他の信号を強化しますこれにより、衛星との通信が途絶え、たとえば全地球測位システムの運用が中断されます。