利用澳大利亚新卫星预测太空天气
澳大利亚制造的空间气象卫星CUAVA-1已部署周三晚上从国际空间站进入轨道。这颗鞋盒大小的立方体卫星于 8 月搭乘 SpaceX 火箭发射到空间站,其主要任务是研究太阳辐射对地球大气层和电子设备的影响。<
太空天气,例如因为太阳耀斑和太阳风的变化会影响地球的电离层(高层大气中的一层带电粒子)。这反过来又会影响长距离无线电通信和一些卫星的轨道,并产生电磁场波动,对太空和地面的电子设备造成严重破坏。
新卫星是由澳大利亚研究委员会培训中心设计和建造的第一个立方体卫星、无人机及其应用(简称 CAVA)。它携带由悉尼大学、麦考瑞大学和新南威尔士大学悉尼分校的合作者建造的有效载荷和技术演示器。
CUAVA 之一-1的目标是帮助改善目前非常有限的太空天气预报。除了其科学任务外,CUAVA-1 还代表澳大利亚航天局朝着到 2030 年为当地航天工业增加 20,000 个就业岗位的目标迈出了一步。
虽然澳大利亚航天局于 2018 年才成立,但澳大利亚在卫星研究方面拥有悠久的历史。例如,2002 年,FedSat 是世界上首批搭载 GPS 接收器的卫星之一。
基于空间如今,GPS 接收器可以定期测量世界各地的大气以进行天气监测和预测。气象局和其他天气预报机构在预报中依赖于天基 GPS 数据。
天基 GPS 接收器还可以监控地球的电离层。从大约 80 公里到 1,000 公里的高度,这层大气从不带电原子和分子的气体转变为带电粒子(电子和离子)的气体。 (带电粒子气体也称为等离子体。)
电离层是美丽的极光现象在中度地磁风暴或“恶劣太空天气”期间在高纬度地区很常见,但除此之外,还有更多的内容。
电离层可以会给卫星定位和导航带来困难,但它有时也很有用,例如地面雷达和无线电信号可以从卫星上反射出来,以在地平线上进行扫描或通信。
为什么太空天气如此难以预测
了解电离层是业务空间天气预报的重要组成部分。我们知道,在严重的地磁风暴期间,电离层变得高度不规则。它会干扰通过它的无线电信号,并在电网和管道中产生电流浪涌。
在严重的地磁风暴期间,大量能量被倾倒进入地球南北两极附近的高层大气,同时也改变了赤道电离层中的电流和流动。
此能量消散通过该系统,导致整个高层大气发生广泛变化,并在数小时后改变赤道上方的高空风型。
相反,太阳耀斑的 X 射线和紫外线辐射直接加热赤道和中纬度地区上方的大气(臭氧层上方)。这些变化会影响近地轨道所受到的阻力,从而难以预测卫星和空间碎片的路径。
即使在地磁之外暴风雨期间,“安静时间”的干扰会影响 GPS 和其他电子系统。
目前我们无法准确预测不良情况未来大约三天的太空天气。恶劣的太空天气对地球高层大气的持续影响,包括 GPS 和通信干扰以及卫星阻力的变化,更难以提前预测。 p>
结果,大多数空间天气预报机构仅限于“临近预报”:观察空间天气的当前状态并预测未来几个小时的情况。
需要需要更多的科学知识来了解太阳和地球之间的联系、太阳的能量如何通过地球系统消散,以及这些系统的变化如何影响我们日常生活中日益依赖的技术。
这意味着更多研究和更多卫星,特别是与澳大利亚人(实际上是地球上大多数人)相关的赤道到中纬度地区。我们希望 CUAVA-1 是朝着澳大利亚空间气象卫星星座迈出的一步,该星座将在未来的空间天气预报中发挥关键作用。
悉尼大学、麦考瑞大学和新南威尔士大学均设有本科和电信工程研究生课程如下:
悉尼大学<
(电信专业)< /跨度>跨度>