Знайдено сонячний поріг, після якого космічне сміття починає падати швидше

Знайдено сонячний поріг: коли Сонце досягає двох третин максимуму — космічне сміття починає падати швидше

Навколоземна орбіта переживає безпрецедентне переповнення: ~40 000 відстежуваних об’єктів, 11 000 активних супутників, і Starlink, OneWeb та інші мегасузір’я щомісяця додають сотні нових. У цьому контексті нова наукова стаття відповідає на питання, що має пряме практичне значення: коли саме Сонце починає «допомагати» очищати орбіту? Як повідомляє Space Daily з посиланням на нову публікацію в Frontiers in Astronomy and Space Sciences, аналіз 17 об’єктів низької навколоземної орбіти (НОО) за 36 років трьох сонячних циклів виявив чіткий поріг: коли кількість сонячних плям перевищує 67–75% від піку циклу — орбітальний розпад різко прискорюється. Сонячний цикл 25 вже досяг максимуму — і цей поріг пройдено.

Що відомо коротко

• : «Solar cycle effects on orbital decay of low Earth orbit debris», Frontiers in Astronomy and Space Sciences (2026). DOI: 10.3389/fspas.2026.1797886.
• Масштаб: 17 об’єктів НОО на висоті 600–800 км; сонячні цикли 22, 23, 24; 36 років даних (1986–2024).
• Дані: двострокові елементи (TLE) орбіт + числа сонячних плям + індекс F10.7 + потік EUV.
• Ключовий результат: орбітальний розпад різко прискорюється, коли числа сонячних плям перевищують ~67–75% від піку циклу.
• Механізм: більше ЕУФ-випромінювання → нагрів термосфери → «розпухання» верхньої атмосфери → більш щільне повітря на орбіті → збільшення атмосферного гальмування → швидший розпад.
• Що краще корелює: F10.7 і числа сонячних плям значно краще відстежують довгострокові тенденції розпаду, ніж геомагнітні індекси (Ap, AE, Dst).
• Виняток: два об’єкти на полярних орбітах поводились інакше — можливі обмеження атмосферних моделей на великих нахилах.
• Актуальність: Сонячний цикл 25 досяг максимуму у жовтні 2024 р. — поріг вже пройдено.
• Подвійний ефект: швидший розпад = корисніше очищення орбіти → але і більші витрати палива для робочих супутників.

Що це за явище

DART успішно відхилила астероїд — і людство вперше показало, що може захищати навколоземний простір — але є і внутрішня небезпека: 40 000 відстежуваних об’єктів на орбіті. Природне «самоочищення» через атмосферне гальмування є єдиним пасивним механізмом видалення сміття — і нова стаття вперше кількісно визначає коли цей механізм «включається на повну».

Атмосферне гальмування є основним механізмом природного видалення об’єктів з НОО: верхня атмосфера (термосфера, ~200–1000 км) не є «вакуумом» — там є дуже розріджений газ, що чинить слабкий, але постійний опір супутникам і сміттю. При підвищенні сонячної активності термосфера нагрівається і «розпухає» — щільність газу на орбіті зростає, гальмування посилюється.

Деталі відкриття

Дослідники відібрали 17 об’єктів зі 95 кандидатів за критеріями: тривала наявність на НОО, стабільні орбітальні параметри, відсутність маневрів. Це ключова деталь: пасивні об’єкти без двигунів — ідеальні «зонди» для вимірювання атмосферного гальмування, бо вони не компенсують його маневрами.

Порогова поведінка є найбільш практично значущим результатом: не лінійна залежність (більше сонячних плям = більше гальмування), а нелінійний стрибок при ~67–75% від піку. Це означає: перша половина підйому сонячного циклу дає помірне зростання гальмування, а після порогу — різке прискорення.

Що показали нові спостереження

[Зонд Psyche летить до астероїда і використовує іонні двигуни для корекції орбіти](написана в цій сесії) — і саме така корекція є необхідною для Starlink та інших мегасузір’їв під час сонячного максимуму. Supутники витрачають більше палива для підтримки висоти — і планування цих витрат вимагає точного розуміння «сонячного порогу», що його нова стаття і встановлює.

Чому це важливо для науки

«Поріг близько двох третин від піку сонячного циклу є не повним операційним посібником, але корисним попереджувальним сигналом», — підсумовує Space Daily. Для операторів мегасузір’їв це дозволяє планувати бюджети палива, цикли заміни і аналіз ризику зближень з урахуванням фази сонячного циклу.

Цікаві факти

• Сонячний цикл 25 досяг максимуму у жовтні 2024 р. — раніше і інтенсивніше, ніж прогнозувалось. NASA і NOAA підтвердили: цикл виявився найактивнішим з 2000-х рр. Це означає, що «сонячний поріг», виявлений у новій статті, уже пройдено — і оператори НОО прямо зараз перебувають у режимі підвищеного атмосферного гальмування. Джерело: Frontiers in Astronomy and Space Sciences 2026.
• 40 000 відстежуваних об’єктів на орбіті (за ESA Space Environment Report 2025) — це лише «верхівка айсберга»: об’єкти менше ~10 см є невидимими для наземних радарів, але здатними знищити супутник при зіткненні. Оцінки ESA: ~130 мільйонів фрагментів розміром 1–10 мм. При підвищенні атмосферного гальмування частина малих об’єктів сходить з орбіти швидше — що є корисним побічним ефектом сонячного максимуму. Джерело: ESA Space Environment Report 2025.
• Зворотній бік прискореного сходу з орбіти: при згорянні супутників у атмосфері виділяються частинки оксиду алюмінію (~1–2 кг на кожен кг маси корпусу). Дослідження AGU (2024) і NOAA CSL (2025) показали: масштабне сходження супутників мегасузір’їв може змінити хімію середньої атмосфери і вплинути на озоновий шар. Тобто «очищення орбіти» через атмосферне гальмування не є екологічно нейтральним. Джерело: AGU/NOAA CSL 2024/2025.
• Місія SOHO (ESA + NASA, з 1995 р.) є одним з ключових джерел даних про сонячну активність для таких досліджень: 30+ років безперервних спостережень за сонячними плямами, EUV і сонячним вітром. Саме така довга базова лінія зробила можливим виявлення «порогового ефекту» у новій статті — коротший ряд даних не дозволив би побачити закономірність через три сонячних цикли. Джерело: SOHO mission overview.

FAQ

Що означає «числа сонячних плям» як поріг — чому не температура або потік EUV? Числа сонячних плям є найдавнішим і найбільш послідовним індикатором сонячної активності — спостерігаються з XVII ст. F10.7 (радіопотік на 10,7 см) є також добрим проксі для ЕУФ. Нова стаття показала, що обидва ці індикатори краще корелюють із довгостроковим орбітальним розпадом, ніж геомагнітні індекси — можливо, тому що EUV нагріває термосферу більш стабільно, тоді як геомагнітні бурі є короткостроковими і локальними.

Чи означає це, що Starlink і OneWeb мають більше проблем під час сонячного максимуму? Так — у двох вимірах. По-перше, супутники витрачають більше палива для підтримки орбіти (атмосферне гальмування посилюється). По-друге, мертві супутники і сміття сходять з орбіти швидше — що є корисним для очищення, але збільшує ймовірність повторного входу в атмосферу в непередбачуваних місцях. Для крупних операторів цей «поріг» є важливим параметром планування.

Чому полярні орбіти поводились інакше? Два об’єкти на полярних орбітах показали значні відхилення від моделі. Можливе пояснення: атмосферні моделі термосфери є менш точними на великих геомагнітних широтах (полярні регіони) через складніші взаємодії з магнітосферою і більші варіації полярного сяйва. Це є застереженням для операторів полярних супутників — їм може знадобитись окрема модель.

WOW-факт: Земля сама «прибирає» за собою на низькій орбіті — атмосфера тихо «з’їдає» космічне сміття протягом років і десятиліть. Але вона робить це нерівномірно: коли Сонце активне і гріє термосферу — «прибирання» прискорюється. Нова стаття з 36 роками даних знайшла точний момент: як тільки кількість сонячних плям перевалює за дві третини від піку циклу — швидкість розпаду орбіти різко стрибає. Сонячний цикл 25 вже пройшов цей поріг у 2024 р. — саме тоді, коли на орбіті з’явились десятки тисяч нових супутників Starlink і конкурентів. Природне «прибирання» і рекордне «забруднення» відбуваються одночасно. Хто переможе — ще невідомо.

Знайдено сонячний поріг, після якого космічне сміття починає падати швидше з’явилася спочатку на Цікавості.

cikavosti.com