Czym jest anomalia uszkadzająca statki kosmiczne nad południowym Atlantykiem?

W tym artykule:

1. Pasy Van Allena
2. „Hitomi" jedną z ofiar SAA
3. Skylab, ISS, Dragon...

SAA jest obszarem, w którym wewnętrzny pas Van Allena znajduje się najbliżej Ziemi, a dokładnie tylko 190 km od jej powierzchni. Na tej wysokości, statki kosmiczne na niskiej orbicie okołoziemskiej (ang. Low–Earth Orbit: LEO) mogą okresowo przelatywać przez strefę SAA. narażając je (a w przypadku misji załogowych, ich pasażerów) na duże ilości uwięzionych wysokoenergetycznych cząstek - czyli potencjalnie szkodliwych dawek promieniowania.

Pasy Van Allena

Czym są pasy Van Allena? To obszar intensywnego promieniowania jonizującego, który został odkryty w 1958 przez amerykańskiego astronoma James Van Allena. W przestrzeni wokół Ziemi występują dwa obszary takiego zwiększonego promieniowania: wewnętrzny i zewnętrzny. Większość cząsteczek pochodzących z tzw. „wiatru słonecznego” (strumienia wysoce naładowanych cząstek emitowanych w przestrzeń kosmiczną przez Słońce) i promieniowania kosmicznego jest odpychana od Ziemi przez jej pole magnetyczne. Jednak niektóre z takich cząstek nie są „odbijane” przez ziemskie pole magnetyczne. Zostają zamiast tego „złapane” w obszarach nazywanych Pasami Promieniowania Van Allena. Na skutek, tego, że ziemska oś magnetyczna (względem której symetrycznie ułożone są pasy Van Allena) nie pokrywa się dokładnie z osią obrotu Ziemi, odległość owych pasów od powierzchni Ziemi jest różna na całym globie. W miejscu, gdzie ta odległość jest najmniejsza znajduje się południowy Atlantyk, dlatego właśnie nad tym miejscem dochodzi do największej ilości awarii statków kosmicznych.

„Hitomi" jedną z ofiar SAA

Przez lata, obszar SAA był przyczyną kilku awarii statków kosmicznych. Brany jest również pod uwagę przy planowaniu wszystkich misji załogowych, a także spacerów kosmicznych astronautów z Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS). Jednym z dość świeżych przypadków, gdy doszło do utraty całego satelity, jest zdarzenie z marca 2016 roku. Japoński X-ray Astronomy Satellite, znany też pod nazwą „Hitomi”, miał zajmować się badaniem promieniowania rentgenowskiego. JAXA, czyli Japońska Agencja Kosmiczna straciła kontakt ze statkiem, a niedługo po tym, kierowane przez Amerykanów, międzynarodowe Połączone Centrum Operacji Kosmicznych wydało komunikat potwierdzający rozpadnięcie się satelity „Hitomi” na kilka kawałków. Urządzenie na pokładzie „Hitomi”, które miało za zadanie orientować statek względem gwiazd, nie działało jak należy, za każdym razem, gdy satelita przelatywał przez obszar SAA. Najbardziej prawdopodobną przyczyną awarii i w efekcie zniszczenia statku, było intensywne promieniowanie w strefie SAA, które sprawiło, że instrumenty na pokładzie „Hitomi” zaczęły błędnie interpretować dane. By je skorygować, satelita zaczął się obracać, a następnie coraz szybciej wirować wokół własnej osi, co ostatecznie doprowadziło do jego dezintegracji na orbicie.

Skylab, ISS, Dragon...

Przypadków, gdy region SAA powodował problemy jest znacznie więcej i występują one od dawna. Już w latach siedemdziesiątych, stacja kosmiczna NASA „Skylab”, a po niej wahadłowce, Międzynarodowa Stacja Kosmiczna, a ostatnio, nawet statek kosmiczny Dragon firmy SpaceX Elona Muska, zmagały się z awariami podczas przelotu przez południowo doświadczyły awarii lub innych problemów podczas przechodzenia przez anomalię południowoatlantycką.

Z czasem, naukowcy i inżynierowie pracujący dla agencji kosmicznych przy budowie statków kosmicznych, zdobywali większe doświadczenie, co doprowadziło do zminimalizowania efektów działania SAA. Po pierwsze, w miarę możliwości zaczęto inaczej planować trajektorie lotów na niskiej orbicie okołoziemskiej. Po drugie do użytku weszły nowe, zaawansowane półprzewodniki, które mają zdolność samonaprawy w przypadku drobnych awarii. Inaczej projektuje się też odpowiednie części elektroniczne umieszczając je głębiej w strukturze statków kosmicznych lub otacza się je dodatkowymi warstwami ochronnymi by osłonić je przed szkodliwymi cząstkami. Na szczęście, anomalia SAA nie jest groźna dla ludzi, a przynajmniej nie szkodzi astronautom, jeśli znajdują się w jej obszarze krótko, przelatując przez nią w ciągu kilku minut na pokładzie ISS.

1 z 1

kosmos