Как космические датчики могут улучшить понимание космической погоды

Хотя наше Солнце часто испускает излучение во всех направлениях и со скоростью, близкой к скорости света, для изучения этой звезды требуются точные инструменты на борту всего нескольких космических кораблей, предназначенных для этих целей. Однако теперь ученые определили инновационный способ получения данных о солнечной активности — они говорят, что почти каждый тип космического корабля имеет определенный датчик, и этот примитивный инструмент может скрывать множество важных данных о солнечной активности.

Нам просто нужно разблокировать научные сокровищницы. Среди множества датчиков на борту космического корабля один, отвечающий за ведение служебных данных о приборах и состоянии полезной нагрузки, также регистрирует ценные данные, когда заряженные частицы, исходящие от солнца, ударяются о космический корабль. Он также отвечает за обнаружение ударов метеоритов.

И, согласно новому исследованию, именно эти данные можно использовать для лучшего понимания того, как космическая погода влияет на космические корабли. «Космические корабли запускаются с инструментами, полезными нагрузками, и считается, что это «отлично — они будут заниматься наукой», но космический корабль — это гораздо больше», — говорит Беатрис Санчес-Кано, планетолог из Университета Лестера в Англии и ведущий автор нового исследования, говорится в заявлении.

Датчик, известный как счетчик памяти для обнаружения и исправления ошибок (EDAC), по сути, представляет собой фрагмент кода, который защищает компьютеры космического корабля от повреждения. В основном, он защищает память этих компьютеров, исправляя данные каждый раз, когда заряженные солнечные частицы сталкиваются с космическим кораблем, что приводит к ошибкам, которые необходимо исправить.

Но поскольку частота этих исправлений ошибок возрастает, когда солнечные вспышки поражают космический корабль, ученые считают, что полученные данные об этих столкновениях можно использовать для мониторинга космической погоды. «Подобные инженерные данные всегда были жизненно важны при полетах в дальний космос, но интересно знать, что эта информация, накопленная за десятилетия, также может быть использована для построения научной картины Солнечной системы», — Саймон Вуд, инженер по эксплуатации космических кораблей.

«Вот почему мы никогда ничего не выбрасываем — вы не знаете, какие секреты хранятся в данных, переданных из космоса», — добавил он. В новом исследовании исследователи извлекли данные за два десятилетия, записанные в счетчиках памяти EDAC на борту семи космических кораблей, запущенных и эксплуатируемых Европейским космическим агентством (ЕКА).

Все семь кораблей исследуют внутреннюю часть Солнечной системы, в том числе Solar Orbiter, который изучает солнечные полюса с 2020 года, космический корабль Gaia для картографирования звезд, BepiColombo, который был запущен в 2018 году и сейчас находится на пути к Меркурию, и Venus Express, который прибыл на нашей родственной планете в 2006 году и продолжалась до 2014 года.

Помимо Земли, исследование проанализировало данные двух орбитальных аппаратов Красной планеты, ExoMars и Mars Express, в дополнение к Rosetta, который погрузился в комету после изучения объекта в течение двух лет.

Хотя ни один из этих космических аппаратов не предназначен для изучения солнечного излучения как такового, их счетчики памяти EDAC записывают каждый раз, когда заряженная частица попадает в космический корабль, предоставляя многолетние архивные данные, которые сложно и дорого собирать иначе.

Это включает в себя солнечную бурю, развязанную солнцем в марте 2012 года, которая является одной из крупнейших в своем роде, обрушившихся на Марс и Венеру, и зарегистрирована как таковая приборами на борту орбитальных аппаратов Mars Express и Venus Express.

Из-за шторма устройство последнего, помогающее ориентироваться с помощью камеры, ослепло на пять дней, пишут исследователи в новом исследовании. Счетчик памяти EDAC на борту космического корабля Mars Express, несмотря на то, что он является самым старым из семи, проанализированных в этом исследовании, оказался настолько чувствительным, что чувствовал почти каждый удар солнечных частиц.

Исследователи говорят, что эти счетчики памяти есть на борту всех космических кораблей, поэтому аналогичные исследования с участием сети космических кораблей по всей Солнечной системе могут нарисовать более полную картину того, как ведут себя солнечные частицы. Однако они предупреждают, что извлечение данных из счетчиков памяти — довольно кропотливая работа, потому что реакция датчиков на ошибки не одинакова для всех космических аппаратов из-за разной конструкции.

Различные датчики также могут иметь различную степень экранирования и реагировать по-разному в зависимости от установленных на них конкретных материалов. Кроме того, поскольку параметры, объясняющие данные с таких датчиков, не являются универсальными, «необходима специальная помощь оперативного и инженерного персонала каждой миссии», пишут авторы в исследовании. Тем не менее, само исследование значительно увеличивает ресурсы, необходимые для понимания того, что было записано космическим кораблем до сих пор.