Rostoucí počet satelitů obíhajících kolem Země, zejména velká souhvězdí, jako je Starlink společnosti SpaceX, čelí rostoucí hrozbě: slunečním bouřím. Zatímco potenciální narušení komunikačních sítí je zřejmé, nedávná studie odhaluje složitější situaci: sluneční aktivita významně ovlivňuje polohu satelitů, potenciálně zvyšuje riziko kolizí a zkracuje jejich životnost.
Rostoucí počet satelitů a sluneční aktivita
Starlink, mega-konstelace navržená tak, aby poskytovala globální přístup k internetu, má v současnosti na oběžné dráze rozmístěných více než 10 000 satelitů. Ačkoli se do atmosféry pravidelně vrací asi 1000 satelitů, samotné měřítko souhvězdí znamená, že pokrývá téměř celou Zemi. Díky této rozšířené distribuci jsou Starlink – a další velká souhvězdí – zvláště náchylné k účinkům slunečních bouří.
Sluneční bouře způsobuje geomagnetickou bouři, během níž dochází ke oscilacím v magnetickém poli Země v reakci na emise nabitých částic a magnetických polí ze Slunce. Studie pod vedením Enju Kang a jejích kolegů z Kalifornské univerzity v Irvine zkoumala dopad sluneční bouře z května 2024 analýzou veřejně dostupných dat ze satelitního sledování.
Neočekávané orbitální změny
Výzkumníci zjistili, že během vrcholu bouře zaznamenaly satelity Starlink obrácené ke Slunci znatelný pokles výšky – až o půl kilometru. Tento pokles je způsoben rozpínáním atmosféry pod vlivem slunečního záření, které vytváří pro družice zvýšený odpor. Tento efekt nebyl omezen na satelity orientované na slunce; Pod vlivem bouře byly výrazně poškozeny i satelity umístěné v blízkosti zemských pólů a nad anomálií jižního Atlantiku, kde je magnetické pole slabší.
A co víc, studie odhalila neobvyklý kaskádový efekt: Satelity, které se spoléhají na laserovou komunikaci mezi zrakem a pozorováním pro podporu sítě Starlink, automaticky kompenzují změny nadmořské výšky sousedních satelitů pomocí palubních trysek. To vytváří vlnový efekt, když satelity upravují svou polohu, aby udržely konektivitu, což činí předvídání jejich pohybu ještě obtížnější.
Zvýšené riziko kolizí a narušení komunikačního systému
Toto neočekávané chování představuje významný problém, protože nepředvídatelné trajektorie satelitů zvyšují riziko kolizí. Kromě rizika kolizí vyústila bouře z května 2024 také o zprávy o výpadcích Starlinku pro uživatele, kteří zaznamenali nárůst „ztracených paketů“ – dat, která nedosáhla zamýšleného cíle.
Rostoucí problém
S rostoucím počtem satelitů na oběžné dráze se očekává, že se situace zhorší. Kuiperovy projekty Amazon a několik čínských iniciativ také vyvíjejí velké konstelace. V roce 2022 silná sluneční bouře srazila z oběžné dráhy asi 40 nově vypuštěných satelitů Starlink a pokračující výzkum naznačuje, že zvýšená sluneční aktivita urychluje vyřazování některých stávajících satelitů z provozu.
Hrozba velkých slunečních událostí
Bouře z května 2024 byla pouze třikrát slabší než Carringtonská událost, největší sluneční bouře zaznamenaná v roce 1859. Vědci varují, že podobná – nebo ještě větší – událost se pravděpodobně bude opakovat. Přesný dopad takové události je obtížné předpovědět, protože naše chápání „menších bouří“, menších variací v zemské atmosféře, zůstává omezené.
V současné době jsou předpovědní modely odhadující krátkodobý atmosférický odpor způsobený sluneční aktivitou nedostatečné, podle Scotta Schambaugha z Leonid Space. S očekávaným nárůstem počtu satelitů je potřeba pokročilejších předpovědních nástrojů větší než kdy jindy.
Souhvězdí, jako je Starlink, nevědomky poskytují cenná data, účinně fungující jako rozsáhlá síť výzkumných sond, což nám poskytuje jedinečný pohled na to, jak dochází k místním změnám atmosférického odporu. — Sangeetha Abdu Jyothi, University of California, Irvine
Závěrem lze říci, že rostoucí závislost na konstelacích satelitů vytváří nové problémy související s jejich zranitelností vůči sluneční aktivitě. K zajištění dlouhodobé udržitelnosti a bezpečnosti vesmírné infrastruktury bude nezbytné zlepšit naše předpovědní schopnosti a vypracovat strategie zmírňování.
