Der riesige Sonnensturm im Mai, der den Nachthimmel auf der ganzen Welt mit farbenfrohen Darstellungen der Polarlichter erhellte, verursachte Chaos im Orbit, da Tausende von Satelliten gleichzeitig manövrieren mussten, um ihre Höhe inmitten der plötzlichen Inflation der oberen Atmosphäre aufrechtzuerhalten.
Laut einem vorab gedruckten Artikel, der am 12. Juni im Online-Repository arXiv veröffentlicht wurde, sanken Satelliten und Weltraumschrottobjekte in der erdnahen Umlaufbahn – der Region des Weltraums, die eine Höhe von 1.200 Meilen (2.000 Kilometer) erreicht – mit einer Geschwindigkeit von 1.200 Meilen (2.000 Kilometer) auf den Planeten zu Geschwindigkeit von 590 Fuß (180 Meter) pro Tag während des viertägigen Sturms.
Um den Höhenverlust auszugleichen, begannen Tausende von Raumfahrzeugen gleichzeitig, ihre Triebwerke zu zünden, um wieder aufzusteigen. Die Autoren des Papiers gehen davon aus, dass diese Massenbewegung möglicherweise zu gefährlichen Situationen geführt hat, weil Kollisionsvermeidungssysteme nicht genügend Zeit hatten, die sich ändernden Satellitenpfade zu berechnen.
Die Intensität des Sonnensturms, der vom 7. bis 10. Mai 2015 die Erde traf, erreichte G5, den höchsten Wert auf einer fünfstufigen Skala, die von der National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) zur Bewertung der Stärke von Sonnenstürmen verwendet wird. Es war der stärkste Sonnensturm, der die Erde seit 2003 traf.
Allerdings weisen die Autoren des Papiers darauf hin, dass sich die Umwelt um den Planeten seitdem tiefgreifend verändert hat. Während vor zwanzig Jahren nur wenige Hundert Satelliten die Erde umkreisten, sind es heute Tausende. Die Autoren des Papiers schätzten die Zahl der „aktiven Nutzlasten“ auf 1,5 Milliarden Satelliten. [low Earth orbit]„Bei 10.000.“
„Der geomagnetische Sturm im Mai 2024 war der erste große Sturm, der während eines neuen Paradigmas im erdnahen Satellitenbetrieb auftrat, der von kleinen kommerziellen Satelliten dominiert wurde“, schrieben die Autoren der Studie, William Parker und Richard Linares vom MIT.
Sonnenstürme, die durch gewaltige Explosionen geladenen Gases von der Sonne verursacht werden, stören das Erdmagnetfeld. Dadurch dringen geladene Sonnenteilchen tief in die Erdatmosphäre ein, wo sie mit Luftmolekülen interagieren. Diese Wechselwirkungen erzeugen die spektakulären Nord- und Südlichter, heizen aber auch die Atmosphäre auf und lassen sie anschwellen. Dadurch nimmt die Dichte der verbleibenden verteilten Gase in den Umlaufhöhen der Satelliten zu. Die Satelliten, die plötzlich gegen ein dickeres Medium ankämpfen, beginnen an Höhe zu verlieren.
Die neue Studie weist darauf hin, dass Weltraumwettervorhersagen vor dem Sturm im Mai die Dauer und Intensität des Ereignisses nicht genau vorhersagen konnten, was die Vorhersage von Satellitenkollisionen nahezu unmöglich machte.
„Der Sturm stellte eine ernsthafte Herausforderung für die bestehende Infrastruktur zur Kopplungsbewertung dar, da er zu großen und unerwarteten Störungen der Flugbahnen von Satelliten in der erdnahen Umlaufbahn führte“, schreiben die Autoren. „Automatisierte Stationsspeicherungen, insbesondere aus der Starlink-Konstellation, führten dazu, dass fast die Hälfte aller aktiven Satelliten in einer niedrigen Umlaufbahn gelandet waren.“ [low Earth orbit] „Während des Sturms und in den darauffolgenden Tagen war es äußerst schwierig bis unmöglich, mögliche Paarungen zu ermitteln.“
Andererseits trug der Sturm dazu bei, einige Trümmer von der Erde zu entfernen, nachdem zerbrochene Satelliten und Trümmerfragmente tief in die Atmosphäre eingedrungen waren. Die Autoren des Berichts schätzen, dass Tausende von Weltraumobjekten während des Sturms mehrere Kilometer an Höhe verloren haben.
In den kommenden Monaten werden stärkere Sonnenstürme erwartet, wobei der aktuelle Sonnenzyklus – das 11-jährige Auf und Ab der Anzahl der Sonnenflecken und Sonneneruptionen – voraussichtlich Ende 2024 und Anfang 2025 seinen Höhepunkt erreichen wird.
das Papier Zur Veröffentlichung in der Zeitschrift Spacecraft and Rockets angenommen.
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