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    Gli scienziati inventano un metodo per prevedere il flusso radio solare per due anni a venire

    Un pezzo di un oggetto spaziale rientrato trovato in Indonesia. La sfera misura circa 50 cm di diametro e pesa 7,4 kg. Credito:ESA

    Dal lancio di Sputnik, il primo satellite artificiale della Terra, nel 1957, più di 41, 500 tonnellate di oggetti artificiali sono stati messi in orbita intorno al sole, la terra, e altri corpi planetari. Da quel tempo, la maggior parte degli oggetti, come corpi di razzi e grandi pezzi di detriti spaziali, rientrato nell'atmosfera terrestre in modo incontrollato, rappresentare un potenziale pericolo per le persone e le infrastrutture. Prevedere la data e l'ora di rientro è un compito impegnativo, poiché occorre specificare la densità dell'atmosfera terrestre superiore che dipende fortemente dall'attività solare che, a sua volta, è difficile da prevedere. L'atmosfera terrestre può diventare molto riscaldata a causa dell'attività solare che la fa espandere, e un satellite può decadere nella sua orbita e ricadere sulla Terra a causa dell'effetto noto come resistenza atmosferica. Inoltre, ci sono molti detriti spaziali, molto di esso molto piccolo; se un'astronave cambia inaspettatamente la sua orbita e incontra anche un piccolo frammento di detriti, questo sarebbe equivalente a colpire una bomba a causa dell'alta velocità.

    Un gruppo internazionale di scienziati guidati dalla professoressa di Skoltech Tatiana Podladchikova ha sviluppato un nuovo metodo e software chiamato RESONANCE ("Radio Emissions from the sun:ONline ANalytical Computer-aided Estimator") che fornisce previsioni del flusso radio solare a F10.7 e F30 cm con un lead time da uno a 24 mesi. Gli indici F10.7 e F30 rappresentano la densità di flusso delle emissioni radio solari a una lunghezza d'onda di 10,7 e 30 cm in media su un'ora e servono come proxy solare dell'emissione solare ultravioletta che riscalda l'atmosfera superiore della Terra. Il metodo combina modelli basati sulla fisica all'avanguardia e metodi avanzati di assimilazione dei dati, dove le previsioni F10.7 e F30 risultanti vengono utilizzate come input solare nello strumento di previsione del rientro per un'ulteriore stima del tempo di rientro di un oggetto.

    "Abbiamo valutato sistematicamente le prestazioni di RESONANCE nel fornire previsioni di rientro sulle precedenti campagne di rientro dell'ESA per 602 carichi utili e corpi di razzi, nonché 2, 344 oggetti di detriti spaziali che sono rientrati dal 2006 al 2019 durante l'intero ciclo solare di 11 anni. I risultati dei test hanno dimostrato che le previsioni ottenute da RESONANCE in generale portano anche a miglioramenti nelle previsioni delle epoche di rientro e possono quindi essere raccomandate come nuovo servizio operativo per le previsioni di rientro e altre applicazioni meteorologiche spaziali, ", afferma l'autrice principale e laureata in MSc di Skoltech, Elena Petrova, che attualmente sta perseguendo i suoi studi di dottorato presso il Center for Mathematical Plasma Astrophysics, Università Cattolica di Lovanio (KU Leuven).

    Il cargo spaziale europeo Jules Verne, il veicolo di trasferimento automatico, brucia su un'area disabitata dell'Oceano Pacifico alla fine della sua missione. Credito:ESA

    "Il numero di oggetti rientrati è strettamente correlato al livello di attività solare:la maggior parte degli oggetti ritorna durante la fase di massima attività solare all'interno del ciclo di 11 anni. È interessante notare che il tempo di rientro dei detriti spaziali segue da vicino l'evoluzione del ciclo, reagire immediatamente ai cambiamenti nell'attività solare. Allo stesso tempo, anche i carichi utili e i corpi dei razzi mostrano un gran numero di rientri durante la fase discendente del ciclo, che può essere correlato al ritardo temporale tra l'attività solare e il rientro per oggetti di grandi dimensioni, "dice la professoressa Astrid Veronig, coautore dello studio e direttore dell'Osservatorio Kanzelhöhe presso l'Università di Graz.

    Frequenza degli oggetti rientrati durante il ciclo solare di 11 anni 24. In alto:dati di flusso radio F10,7 cm. Al centro:numero di carichi utili e corpi di razzi rientrati. In basso:numero di oggetti di detriti spaziali rientrati. Credito:Petrova et al., 2021

    "È molto importante monitorare e prevedere l'attività solare per le esigenze di previsione dell'orbita. Ad esempio, Skylab, che aveva lo scopo di eseguire un rientro controllato negli anni '70, è sceso sulla Terra in modo incontrollato a causa di calcoli imprecisi della resistenza atmosferica dovuta all'attività solare. Un altro esempio è il lancio più recente del razzo cinese Long March 5B il 9 maggio. 2021:i resti del suo secondo stadio che trasportava il primo modulo della stazione spaziale cinese fecero un rientro incontrollato e atterrarono nell'Oceano Indiano. Pertanto, lo sviluppo di servizi operativi di meteorologia spaziale robusti e affidabili che riuniscano l'avanguardia della ricerca con le applicazioni ingegneristiche è di primaria importanza per la protezione delle infrastrutture spaziali e terrestri e per il progresso dell'esplorazione spaziale. E qualunque tempesta possa infuriare, auguriamo a tutti un bel tempo nello spazio, "dice Tatiana Podladchikova, assistente professore presso lo Skoltech Space Center (SSC) e coautore di ricerca.

    Attualmente, il team sta preparando RESONANCE per l'uso operativo come parte di un nuovo servizio meteorologico spaziale per la previsione continua dell'attività del flusso radio solare.


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