Przebywanie w kosmosie może uszkadzać urządzenia elektroniczne

Astronomowie odkryli, że przebywanie w kosmosie szkodzi urządzeniom elektronicznym, wszystkiemu winne mogą być elektrony w przestrzeni, które gromadząc się na pojazdach i doprowadzają do spięć.

.W czasie nowego badania, naukowcy po raz pierwszy naukowcy z Los Alamos National Laboratory, odkryli, że liczba wyładowań elektrycznych na statku przebywającym z w kosmosie bezpośrednio koreluje z liczbą elektronów w otaczającym środowisku – informacje te, mogą pomóc naukowcom lepiej zrozumieć, jak chronić infrastrukturę na orbicie. Wyładowania w środowisku statku kosmicznego (spacecraft environment discharges – SED) to przejściowe awarie elektryczne, które mogą uszkodzić wrażliwą elektronikę pokładową i systemy komunikacyjne pojazdów, takich jak satelity. Badanie „Radio Frequency Transients Correlated with Electron Flux Measured On-Board the STP-Sat6” zostało opublikowane w czasopiśmie Advances in Space Research.

„Od dawna wiedzieliśmy, że te SED istnieją, ale nie rozumieliśmy związku między nimi, a elektronami w środowisku kosmicznym. Aby to lepiej poznać, potrzebowaliśmy dwóch czujników na jednym statku kosmicznym: jednego, który badałby liczbę i aktywność elektronów, a drugiego, który badałby sygnał o częstotliwości radiowej” – mówi Amitabh Nag z Los Alamos National Laboratory.

Jak wskazują badacze, SED są zwykle spowodowane przez elektrony gromadzące się na powierzchniach statków kosmicznych na orbicie, które następnie niejako ładują wnętrze pojazdu. Podobnie jak w przypadku elektryczności statycznej na Ziemi – gdy energia gromadzi się, na przykład, gdy osoba chodzi po dywanie i powoduje przekazanie iskry, gdy dotyka klamki drzwi – wyładowania elektryczne w środowisku kosmicznym występują, gdy nagromadzenie energii na statku kosmicznym ostatecznie osiąga wystarczająco duże napięcie, aby energia została uwolniona.

Satelita Departamentu Obrony Stanów Zjednoczonych znajdujący się na orbicie geostacjonarnej, nazwany STP-Sat6, posiada na pokładzie oba czujniki, które były potrzebne do zbadania tego zjawiska. Naukowcy dzięki niemu mogli jednocześnie przyjrzeć się zarówno częstotliwościom radiowym, jak i danym dotyczącym aktywności elektronów.

„Byliśmy w stanie porównać ilość występujących SED zgłaszanych przez czujnik częstotliwości radiowych i porównać je z aktywnością elektronów określonym zakresie napięcia. Dowiedzieliśmy się, że szczyty SED korelowały ze szczytami aktywności cząsteczek” – twierdzi Amitabh Nag.

Naukowcy przeanalizowali dane zebrane z czujników w czasie ponad roku, identyfikując ponad 270 okresów SED o wysokiej częstotliwości i kilkaset epizodów wysokiej aktywności elektronów. W około trzech czwartych przypadków szczyty aktywności elektronowej poprzedzały wyładowania w środowisku statku kosmicznego o 24 do 45 minut. Opóźnienie to sugeruje, że nagromadzenie ładunku z niskoenergetycznych cząstek odgrywa kluczową rolę w występowaniu na statku kosmicznym wyładowań elektrostatycznych.

„Zaobserwowaliśmy, że wraz ze wzrostem aktywności elektronów, statek kosmiczny zaczyna gromadzić ładunek. Trwa to do momentu osiągnięcia punktu krytycznego i wystąpienia SED. Ten czas akumulacji cząstek otwiera drzwi dla potencjalnych narzędzi prognozowania w celu złagodzenia zagrożenia” –

.Ponieważ przebywanie w kosmosie szkodzi urządzeniom elektronicznym, przyszłe misje mogłyby obejmować monitorowanie w czasie rzeczywistym niskoenergetycznych elektronów w celu przewidywania i reagowania na zdarzenia ich gromadzenia, zanim wpłyną one aparaturę pojazdów.

Oprac. EG