오로라 보레알리스의 다채로운 모습으로 전 세계의 밤하늘을 밝혔던 5월의 거대한 태양 폭풍은 상층 대기의 급격한 팽창 속에서 고도를 유지하기 위해 수천 개의 위성이 동시에 이동해야 하는 등 궤도에 혼란을 일으켰습니다.
6월 12일 온라인 저장소 arXiv에 게재된 사전 인쇄 논문에 따르면, 지구 저궤도(고도 2,000km)에 있는 위성과 우주 잔해 물체가 지구를 향해 어느 순간 가라앉고 있었습니다. 4일간의 폭풍 동안 하루 최대 속도는 590피트(180미터)입니다.
고도 감소를 보상하기 위해 수천 개의 우주선이 동시에 엔진을 발사하여 다시 상승하기 시작했습니다. 논문의 저자는 충돌 방지 시스템이 변화하는 위성 경로를 계산할 시간이 충분하지 않았기 때문에 이러한 대규모 이동이 위험한 상황을 초래했을 수 있다고 제안합니다.
2015년 5월 7~10일에 지구를 강타한 태양폭풍의 강도는 G5에 도달했습니다. 이는 미국 국립해양대기청(NOAA)이 태양폭풍의 강도를 평가하기 위해 사용하는 5점 척도 중 가장 높은 수준입니다. 이는 2003년 이후 지구를 강타한 가장 강력한 태양폭풍이었다.
그러나 논문의 저자들은 그 이후로 행성 주변 환경이 근본적으로 변했다고 지적합니다. 20년 전에는 단지 수백 개의 위성만이 지구 궤도를 돌았지만, 오늘날 그 수는 수천 개에 달합니다. 논문의 저자들은 “활성 페이로드”의 수를 15억 개의 위성으로 추정했습니다. [low Earth orbit]”10,000에.”
“2024년 5월 지자기 폭풍은 소형 상업용 위성이 지배하는 저궤도 위성 운영의 새로운 패러다임 동안 발생한 최초의 주요 폭풍이었습니다.”라고 연구 저자인 MIT의 William Parker와 Richard Linares가 썼습니다.
태양으로부터 충전된 가스의 엄청난 폭발로 인해 발생하는 태양폭풍은 지구 자기장을 교란시킵니다. 결과적으로, 충전된 태양 입자는 지구 대기 깊숙이 침투하여 공기 분자와 상호 작용합니다. 이러한 상호 작용은 눈부신 북극광과 남극광을 만들어낼 뿐만 아니라 대기를 가열하고 부풀게 만듭니다. 결과적으로 남은 분산 가스의 밀도는 위성이 궤도를 도는 고도에서 증가합니다. 갑자기 두꺼운 매체와 맞서 싸우는 위성은 고도를 잃기 시작합니다.
새로운 연구에 따르면 5월 폭풍 이전의 우주 기상 예보는 사건의 기간과 강도를 정확하게 예측하지 못해 위성 충돌 예측이 거의 불가능하다는 사실이 밝혀졌습니다.
저자들은 “폭풍은 낮은 지구 궤도에 있는 위성의 궤적에 크고 예상치 못한 교란을 일으켰기 때문에 기존 결합 평가 인프라에 심각한 도전을 의미했습니다.”라고 썼습니다. “특히 Starlink 별자리의 자동화된 스테이션 저장으로 인해 모든 활성 위성의 거의 절반이 낮은 궤도에 접지되었습니다.” [low Earth orbit] “폭풍우가 몰아치는 동안과 그 후 며칠 동안 가능한 페어링을 결정하는 것은 극히 어렵거나 불가능했습니다.”
반면, 폭풍은 부서진 위성과 잔해 파편이 대기 깊숙이 침투한 후 지구에서 일부 잔해를 제거하는 데 도움이 되었습니다. 보고서 작성자는 수천 개의 우주 물체가 폭풍 동안 수 킬로미터의 고도를 잃었을 것으로 추정합니다.
앞으로 몇 달 안에 더 강력한 태양 폭풍이 예상되며, 현재 태양 주기(11년간 흑점 및 태양 플레어 수의 썰물과 흐름)는 2024년 말과 2025년 초에 정점에 도달할 것으로 예상됩니다.
종이 Spacecraft and Rockets 저널에 게재가 승인되었습니다.
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