歐洲研究團隊開發出可提前2年預測太陽射電活動的RESONANCE軟體

來自斯科爾科沃科學技術學院(Skoltech)、格拉茨大學、奧地利坎澤爾霍河天文台、以及歐洲航天局空間運行中心的研究人員們,剛剛開發出了一套名為 RESONANCE 的軟體方案。其特點是能夠提前 1~24 個月預測太陽射電活動的通量,從而改善在軌衛星的運行要求、重返大氣服務、空間碎片演化的建模、以及採取機動規避碰撞等工作。

歐洲研究團隊開發出可提前2年預測太陽射電活動的RESONANCE軟體

太陽動力天文台(SDO)拍攝的太陽磁環清晰圖像(來自:NASA)

自 1957 年發射地球上第一課人造衛星以來,目前已有超過 41500 噸的人造物體在繞太陽、地球和其它行星體的軌道上運行。

自那時起,大多數物體(如火箭彈和大塊空間碎片),經常以不受控制的方式重入地球大氣層,但這也對人員和基礎設施構成了潛在風險。

想要准確預測重入的時間和地點,顯然是一項艱巨的任務。因為研究人員必須准確知曉地球高層大氣的密度,但它又很容易受到難以捉摸的太陽活動的影響。

某些情況下,地球大氣會被加熱得較為膨脹。然後在大氣阻力效應的作用下,在軌衛星可能逐漸難以支撐並落回地球。

此外還有諸多極其細小且凌亂的空間碎片,如果太空飛行器意外改變軌道,也很可能被其高速擊中而損毀。

歐洲研究團隊開發出可提前2年預測太陽射電活動的RESONANCE軟體

印尼地區發現的一個重返地球的空間物體,球體直徑約 50 厘米、重 7.4 公斤(來自:ESA)

好消息是,由斯科爾科沃科學技術學院(Skoltech)教授 Tatiana Podladchikova 帶領的一支國際科學家團隊,已經開發出了一套名叫《由計算機輔助估算的太陽輻射在線分析》的工具軟體(簡稱 RESONANCE)。

通過該方法,研究人員能夠提前 1~24 個月預測每小時平均波長 F10.7 和 F30 厘米的太陽射電通量的密度。因為受紫外輻射影響,地球的高層大氣會被加熱。

結合基於物理學的最新建模和先進的數據同化方法,F10.7 和 F30 預報數據能夠作為重入預測工具的太陽信息輸入,以進一步評估物體重入地球大氣層的時間。

歐洲研究團隊開發出可提前2年預測太陽射電活動的RESONANCE軟體

11 年太陽周期 / 充入大氣的空間碎片對象數量

目前正在攻讀博士學位、且在魯汶天主教大學(KU Leuven)的數學等離子天體物理中心進行研究的 Skoltech 理科碩士畢業生 Elena Petrova 表示:

我們系統地評估了 RESONANCE 在針對過去的 ESA 重入活動的 602 次有效載荷與火箭彈記錄,以及從 2006~2019 這 11 年太陽活動周期內重入地球大氣的 2344 個太空碎片。

測試表明,由 RESONANCE 獲得的預測結果,總體上也可用於改善再入活動的預測,因此我們推薦將它用於再入活動和其它空間氣候應用的新服務。

Europe’s Space Freighter ATV Jules Verne Burning Up Over the Pacific Ocean(via)

這項受人關注的研究結果,已經發表在近日更新的《天體物理學雜誌》增刊系列中,原標題為《The American Astronomical Society, find out more》。

目前該研究團隊正准備將 RESONANCE 投入實際運營,並將之作為一項新的太空氣象服務的一部分,以持續不斷地預測太陽射電活動的通量。

來源:cnBeta