Что представляет собой солнечный радиационный шторм?

Космический радиационный шторм (также именуемый как солнечное протонное событие или SPE) часто происходит после крупных извержений на Солнце. Скорость излучаемого протонного потока возрастает до невероятно высоких величин, в несколько десятков тысячь км/с. Таким протонным потокам, в силу их черезвычайно высокой скорости распространения, для достижения поверхности Земли, требуется время приблизительно от 30 минут до 1 часа и длиться в течении несколько дней. В этой статье мы также рассмотрим эффекты которые это вызывает.

Шкакла S

Для обозначения степени серьезности шторма, NOAA использует пятиуровневую систему, называемую шкалой S. Это значения уровня, от S1 до S5, где S1 самый низкий, а S5 самый экстремально высокий уровень. Каждый S-уровень имеет связанный с ним порог PFU (плотность потока протонов). Например: уровни шунтирования космического излучения S1 достигаются, когда количество PFU 10 МэВ достигает значения 10 на высотах геосинхронных спутников. Обратите внимание, что шкала S логарифмическая. По этому, уровню протонного потока S2 соответствует порог PFU 100, а не 20! Сильному уровню космического радиационного шторма S3 соответствует порог PFU 1000. На этом сайте часто используется шкала S, поэтому следует с ней ознакомиться. Она определяет следующие классы космического радиационного шторма:

Шкакла S Уровень Порог FPU потока Average frequency Надежность данных солнечного ветра ACE
S1 Низкая 101 50 за цикл Данные надежные
S2 Сильный 102 25 за цикл Данные могут быть ненадежными
S3 Большой 103 10 за цикл Данные, вероятно, ненадежны
S4 Высокая 104 3 за цикл Данные, вероятно, ненадежны
S5 Экстремальный 105 Менее 1 за цикл Данные, вероятно, ненадежны

Опасности

Атмосфера и магнитное поле Земли в целом создают достаточно надежный защитный барьер на пути потоков космической радиации в период воздействия штормов. Таким образом, пространственные радиационные бури не слишком опасны для людей на Земле и ее природы. Однако, некоторые неприятные эффекты это явление все же вызвает. Одним из таких эффектов является повышенный риск получения более высокой, чем обычно, дозы облучения при трансполярных перелетах. По этому иногда необходимо перенаправлять или отменять такие рейсы. Другой эффект заключается в появлении проблем со связью в приполярных областях. Протонные потоки также представляют собой радиационную угрозу для космонавтов, особенно во время выхода в открытый космос (космические прогулки). Космические спутники так же испытывают проблемы: падение эффективности работы панелей солнечных батарей, как следствие понижение значений параметров бортовых систем электропитания спутников, бортовые системы управления, сбора и передачи информации в такие периоды работают в условиях повышенного уровня шума и помех. Это наиболее критичные с точки зрения вероятности возникновения сбоев и ошибок в работе электроники, моменты времени. Длительные отказы в работе навигационных систем управления спутниками может привести к полной его потере.

At arctic latitudes, High Frequency (HF) radio communication can become problematic or even impossible. The fast moving protons penetrate the magnetosphere and are guided down the magnetic field lines, penetrating the atmosphere near the north and south poles. These protons ionize the D-layer and this process prevents the HF radio waves from reaching the much higher E, F1 and F2 layers where these radio signals normally refract and bounce back to Earth. Such radio blackouts are known as Polar Cap Absorption (PCA) events and can last for days. The result is little to no HF radio communication being possible over trans polar routes. We can use the S-scale to estimate the severity of a Polar Cap Absorption (PCA) event.

Шкакла S Уровень Воздействие
S1 Низкая Незначительные проблемы с КВ связью в приполярных областях.
S2 Сильный Некоторые проблемы с КВ связью в приполярных областях и бортовых системах спутников.
S3 Большой Серьезные проблемы с КВ связью в приполярных областях и ошибки в работе навигационного оборудования, шумовые эффекты в системах формирования изображений и падение эффективности работы панелей солнечных батарей, повышенная радиационная опасность для космонавтов во время выхода в открытый космос (EVA) и пассажиров трансполярных авиарейсов.
S4 Высокая Значительные проблемы с КВ связью в приполярных областях и серьезные сбои в работе навигационного оборудования, шумовые эффекты в системах формирования изображений и падение эффективности работы панелей солнечных батарей, высокая радиационная опасность для космонавтов во время выхода в открытый космос (EVA) и пассажиров трансполярных авиарейсов.
S5 Экстремальный Полное отсутствие КВ связи в приполярных областях и отказы в работе навигационного оборудования, вплоть до полной потери контроля, шумовые эффекты в системах формирования изображений вплоть до полного его пропадания и значительное падение эффективности работы панелей солнечных батарей, длительная потеря контроля в работе навигационных систем управления спутниками может являться причиной полной их утраты. Предельная радиационная опасность для космонавтов во время выхода в открытый космос (EVA) и пассажиров трансполярных авиарейсов.

На приведенном ниже изображении показан хороший пример того, что происходит со спутниками в период воздействия космического излучения радиационного шторма. Слева направо мы видим некоторые изображения двух разных инструментов SOHO. На крайнем левом снимке демонстрируется изображение в отсутствии какого либо аномального излучения. Изображения справа демонстрируют процессы происходящие во время сурового космического радиационного шторма. В датчик камеры попадает такое количество протонов, что это вызывает шум на изображении и оно фактически становится непригодным для использования.

Solar radiation storm

Animated GIF (900kB)

Проблемы с расширенным составом Explorer (ACE) в период космических радиационных штормов

Возможно в периоды космических радиационных штормов некоторые данные, поступающие со спутника Advanced Composition Explorer (ACE), искажаются и регистрируют ложные показания. В часности, параметры солнечного ветра измеряемые инструментом SWEPAM. Регистрируемые показания скорости солнечного ветра занижаются, а так же показания плотности солнечного ветра становится меньше 1 протон на квадратный сантиметр. Однако, данные связанные с межпланетным магнитным полем (IМF), остаются неизменно надежными в период воздействия космического радиационного шторма. Ложные показания могут возникать, уже при уровне космического радиационного шторма S2 (умеренный космический радиационный шторм) и часто может продолжаться до момента выброса корональной массы, что значительно затрудняет обнаружение последнего.

<< Перейти на предыдущую страницу

Последние новости

Поддержка SpaceWeatherLive.com!

Большое количество посетителей приходят на сайт SpaceWeatherLive, чтобы получить информацию о состоянии Солнца, его активности или возможном появлении полярного сияния. Однако с увеличением трафика растет и стоимость хостинга. Если вы находите наш сайт SpaceWeatherLive.com полезным, пожалуйста, подумайте о пожертвовании на его содержание и поддержку!

0%

Факты о космической погоде

Последняя X-вспышка:10.09.2017X8.2
Последняя M-вспышка:20.10.2017M1.0
Последняя геомагнитная буря:26.10.2019Kp5 (G1)
Количество безупречных дней в 2020:10
Текущий период устойчивой погоды (сутки):8

Этот день в истории (TOP5 рейтинг самых активных дней)*

Солнечные вспышки
12005M4.6
22000M3.9
31999M2.0
42012M1.7
52005M1.6
Ар-индексG
1200584G4
2199537G2
3199424G1
4200718
5200418
*с 1994 года

Социальные сети