Таинственная «вмятина» в магнитном поле Земли: как NASA защищает спутники от космических угроз
NASA пристально следит за аномалией в магнитном поле Земли, известной как Южно-Атлантическая аномалия (SAA). Этот гигантский регион слабого магнитного поля, простирающийся между Южной Америкой и юго-западом Африки, может приводить к сбоям в работе космических аппаратов, пишет Science Alert.
Южно-Атлантическая аномалия, которую NASA описывает как «вмятину» в магнитном поле Земли или «выбоину в космосе», представляет собой область, где защитное магнитное поле Земли заметно ослаблено. Хотя на жизнь на Земле это практически никак не влияет, для Международной космической станции это серьезная угроза. Ослабленная магнитная защита позволяет заряженным частицам Солнца проникать ближе к поверхности, вызывая перебои в работе бортовых компьютеров и системы сбора данных.
Ученые NASA (среди них геофизик Терри Сабака и математик Вэйцзя Куанг) объясняют аномалию процессами, происходящими глубоко внутри Земли. Основной источник магнитного поля — это поток расплавленного железа во внешнем ядре планеты. Движение этой массы генерирует электрические токи, которые создают магнитное поле Земли, но оно, предположительно, неоднородно.
Однако взаимодействие ядра с плотными породами области Большой африканской провинции с низкой скоростью сдвига (LLSVP), по-другому ее называют «африканской каплей», расположенной на глубине около 1,8 тыс. миль (2,9 тыс. км) под африканским континентом, вызывает локальное ослабление поля.
Особенность SAA заключается в ее постоянной эволюции. Исследования, проведенные NASA, свидетельствуют о том, что аномалия дрейфует в северо-западном направлении, а ее минимальная зона магнитной интенсивности разделяется на две области.
Эти изменения создают дополнительные сложности для спутников, вынуждая операторов отключать некоторые системы во время пролета через аномалию. Например, на МКС, которая находится на низкой околоземной орбите и также проходит через SAA, аномалия вызывает сбои в работе научных инструментов, таких как лазерная система GEDI. Хотя такие события редки, они ведут к потере данных.
Аномалия вызывает не только оперативные проблемы для спутников, но и представляет научный интерес. Например, ученые наблюдают, как заряженные частицы солнечного ветра взаимодействуют с магнитным полем Земли, проникая в атмосферу через ослабленные области. Исследования с использованием спутников, таких как SAMPEX, подтвердили, что SAA — это не уникальное современное явление, а периодическое событие, наблюдаемое на протяжении миллионов лет.
Прогнозирование изменений аномалии является важной задачей NASA. Для этого ученые используют данные европейской миссии и наземные измерения, чтобы обновлять глобальные модели магнитного поля, такие как Международное геомагнитное справочное поле (IGRF).
«Хотя аномалия изменяется медленно, важно продолжать наблюдения и миссии», — говорит Сабака.
Это позволяет не только создавать точные модели, но и разрабатывать защитные системы для будущих спутников.
