Солнечный зонд с парусом поможет обнаруживать космические торнадо

Исследователи из Мичиганского университета предлагают использовать группировку спутников с солнечным парусом для раннего обнаружения «космических торнадо» — спиралей солнечного ветра, способных вызывать геомагнитные бури на Земле.

Художественное изображение космического аппарата из группировки SWIFT. Солнечный парус позволяет аппарату удерживать позицию за точкой L1 без обычного топлива. Автор: Стив Элви, Мичиганский университет.

Компьютерное моделирование показало, что при извержениях на Солнце образуются относительно небольшие вихри плазмы и магнитного поля, называемые «флюкс-ропами». Они могут иметь ширину от 3000 до 6 миллионов миль и обладать достаточно сильным магнитным полем, чтобы вызвать геомагнитную бурю.

«Наше моделирование показывает, что магнитное поле в этих вихрях может быть достаточно сильным, чтобы вызвать геомагнитную бурю и создать реальные проблемы», — заявил Чип Манчестер, профессор климатических и космических наук.

В мае 2024 года геомагнитная буря вызвала отключения высоковольтных линий электропередач, нарушила орбиты спутников и вывела из строя системы навигации тракторов в США, что обошлось каждому пострадавшему фермерскому хозяйству в среднем в 17000 долларов (~1,36 млн рублей).

Современные системы предупреждения о космической погоде, основанные на наблюдениях с одного спутника в точке L1, не могут эффективно обнаруживать эти «торнадо».

«Представьте, если бы вы могли отслеживать ураган только с помощью одного ветромера. Вы бы видели изменения в измерениях, но не увидели бы всю структуру шторма. Это текущая ситуация с однокосмическими системами», — пояснил Манчестер.

Компьютерное изображение показывает формирование вращающихся магнитных полей на краях коронального выброса массы. Автор: Чип Манчестер, Мичиганский университет.

Решение — группировка SWIFT из четырех зондов, расположенных в форме треугольной пирамиды. Три аппарата будут находиться в плоскости вокруг точки L1, а четвертый — с солнечным парусом — займет позицию ближе к Солнцу. Алюминиевый парус размером с треть футбольного поля позволит этому зонду удерживать позицию без расхода топлива, используя давление солнечного света.

Такая конфигурация позволит получать предупреждения о космической погоде на 40% быстрее и отслеживать изменения солнечного ветра на пути к Земле.

Компьютерное изображение показывает, как поток плазмы создает торнадо-подобные флюкс-ропы через 40 часов после извержения. Автор: Чип Манчестер, Мичиганский университет.

ИИ: В 2025 году проблема космической погоды становится все более актуальной с ростом зависимости от спутниковых технологий. Предложенная концепция SWIFT выглядит перспективным решением для защиты критической инфраструктуры от солнечных бурь.