“Rumvejret” fik Elon Musk’s 5G-satellitter til at drysse ned fra himlen
Illustration fra Earth’s Electromagnetic Environment
Verdens politikere og de fleste mennesker er bekymrede for vejrændringer. Men nu skal vi også bekymre os om “rumvejr” – dvs. de skiftende forhold i rummet, hvor tusindvis af 5G satellitter er placeret:
Forskere har længe advaret om konsekvenserne af at gøre livet på jorden for sårbart ved at blive afhængig af satellitter, der let kan slås ud af elektromagnetiske solstorme. 5G-satellitterne skaber netop sådan en sårbarhed, men ikke helt som forventet.
For et par måneder siden mistede Elon Musk en hel de satellitter, da to sådanne storme opstod. Det forbløffede ingeniørerne, og det kan ske igen. Hvordan samfundet håndterer risikoen er derfor et vigtigt emne …
Artiklen her er bearbejdet fra Einar Flydal’s blog indlæg den 22. september 2022 (1) her henviser han endvidere til en kinesisk forskningsartikel (2) samt en gennemgang af samme i Spaceweather.com (3).
Rumvejr
“Rumvejr” består på vores kanter af universet primært af “solvinden”, som udløses af enorme gasudbrud på solens overflade. De skaber voldsomme elektriske udladninger, der bevæger sig gennem rummet. Nogle rammer Jordens beskyttende “hylster” – og bliver heldigvis bremset, så kun så lidt drysser ned til os, således at livet på Jorden kan gøre brug af det i stedet for at blive ødelagt. Vi kender disse partiklers “bremselys” som nordlyset (se øverst til venstre på artikel illustrationen).
De elektronstorme, der opstår (vist til højre på billedet), vil have ødelagt al elektronik, såfremt de ramte jorden og var kraftige nok. Det var det våbenindustrien udnyttede, da de udviklede neutronbomben – bomben, som “dræber” elektronik og dermed sætter samfundet ud af spillet, men ikke i samme omfang ødelægger huse og mennesker .
Livet på Jorden afhænger nu af vejrudsigtstjenester for rumvejr. Flere lande har sådanne tjenester. For når geomagnetiske storme rammer elektronikken i satellitter, kan der induceres stærke og pludselige strømme i den. Derefter skal elektronikken i satellitterne i det mindste slukkes for ikke at blive beskadiget. (4)
Satellitterne
I februar trak Vorherre kaninen op af hatten: Det var ikke elektronikken, der denne gang blev slået ud af elektrochok, men luftmodstanden i de øverste lag af atmosfæren, blev kondenseret af de kraftige elektriske felter: At en sådan indirekte effekt ville have en så kraftig effekt, havde man ikke forestillet sig ville ske. Der er ingen grænser for, hvordan elektromagnetiske felter og forskydninger kan påvirke naturen og livsbetingelserne, og vores evne til at forudsige dem er ikke særlig gode. At gøre samfundet afhængigt af en infrastruktur, der er sårbar, gør hele samfundet sårbart.
Hvad skete der med STARLINK satellitterne?
Artiklen fra spaceweather.com (3) indledes med, at der den 16. september 2022 næsten var et soludbrud i kategori X som er af den kraftigste kategori. (5) En solplet AR3098 brød ud og producerede et impulsivt M8-klasse soludbrud.
En puls af røntgenstråler og ekstrem UV-stråling som forårsagede en stærk kortbølge radioblindhed over Afrika og Mellemøsten. Radioamatører i området bemærkede usædvanlige udbredelse ved frekvenser under 25 MHz i så meget som en time efter udbruddet.
En mindre geomagnetisk solstorm må formodes at være mindre. Derfor blev selv eksperter overrasket den 4. februar 2022, da snesevis af Starlink-satellitter begyndte at falde ned fra himlen. En svag CME havde ramt Jordens magnetfelt, og den hermed fremkaldte svagere G1-klasse solstorm tvang dem ned:
Hvordan kunne det ske? En ny artikel offentliggjort i forskningstidsskriftet Space Weather giver svaret. (2)
“Selvom den kun var ‘mindre’, pumpede solstormen næsten 1200 gigawatt energi ind i Jordens atmosfære,” forklarer hovedforfatter Tong Dang fra University of Science and Technology i Kina. “Denne ekstra energi opvarmede Jordens øvre atmosfære og øgede markant den aerodynamisk modstand på satellitterne.”
SpaceX opsendte satellitterne fra Cape Canaveral den 3. februar 2022. Niogfyrre (49) Starlinks var fyldt op inde i Falcon 9-raketten; men mindre end en fjerdedel af dem ville overleve.
På det tidspunkt var det SpaceX’s praksis, at satellitterne blev indsat i en højde af 210 km – deres første stop på vej til en operationel højde på omkring 600 km. I satellitbranchen anses 210 km for at være lavt, knap udfor atmosfæren. SpaceX begynder der i tilfælde af, at satellitten ikke fungerer efter opsendelsen. Fra 210 km’s højde kan en “bad sat” nemt bringes ud af dens bane og brænde op.
Lidt for nemt, viser det sig.
Ved hjælp af en fysikbaseret computermodel ved navn “TIEGCM” simulerede Dang og kolleger forholdene under stormen. Da den geomagnetisk energi opvarmede Jordens atmosfære, steg lufttætheden ved 210 km’s højde globalt med 20% med “hot spots” så højt som 60%. Filmen her viser, hvad der skete:
Starlink undgik de værste områder. “Satellitterne ramte ikke nogen af 60%-regionerne,” siger Dang. “Men det reddede dem ikke.” De svagere stigninger på 20 % var nok til at sætte 38 ud af 49 satellitter ud af drift.
Der er dog stadig farer. “Lufttætheden ved 320 km’s højde er en størrelsesorden mindre (sammenlignet med 210 km), men det er ikke helt sikkert,” advarer Dangs medforfatter Jiuhou Lei, også fra University of Science and Technology i Kina. “Under en ekstrem geomagnetisk storm kan tætheden stige fra 200% til 800% selv i disse højere højder.”
Ekstreme storme kan være på vej. Young Solar Cycle 25 er lige begyndt. Den stigning i antallet af mindre storme, vi observerer i dag, vil intensiveres i de kommende år, især når vi nærmer os solsyklusens maksimum omkring år 2025.
Elon Musks note til sig selv: Tjek rumvejrudsigten.
Abstrakt
Den 4. februar 2022 blev 38 Starlink-satellitter ødelagt af den geomagnetiske storm, som medførte betydelig økonomisk, rumfartsmæssig og offentlig indflydelse. I dette brev afslører vi rumvejrsprocessen i løbet af 3.-4. februar 2022 geomagnetiske forstyrrelser, fra Solen hele vejen til satellittens kredsløbsatmosfære. Initieret af en M1.0 klasse flare og den følgende koronale masseudstødning (CME), blev en moderat geomagnetisk storm stimuleret den 3. februar af CME ankomst til Jorden. Efterfølgende blev en anden moderat storm udløst den 4. februar ved passage af en anden CME. Modelsimuleringer drevet af solvinden viser, at den første geomagnetiske storm fremkaldte omkring 20% atmosfæriske tæthedsforstyrrelser i 210 km højde den 3. februar. Den uventede efterfølgende storm den 4. februar førte til en tæthedsforbedring på omkring 20% -30% på omkring 210 km. Den resulterende atmosfæriske træk kan være endnu større, da den regionale tæthedsforbedring var over 60%, og satellitbanerne kontinuerligt henfaldt. Denne begivenhed frembringer de presserende krav om bedre forståelse og nøjagtig forudsigelse af rumvejret samt samarbejde mellem industri og rumvejrsamfund.
Hovedpunkter
- Vi afslører rumvejrsprocessen i løbet af 3.-4. februar 2022 geomagnetiske storme, fra Solen til satellitten, der kredser om atmosfæren
- To koronale masseudstødninger førte til de uventede komplekse sekventielle storme og øget global atmosfærisk tæthed over 20 % ved 210 km
- Denne begivenhed opfordrer til det presserende behov for nøjagtig forudsigelse af rumvejr samt samarbejde mellem industri og rumvejrsamfund
Oversigt på et almindeligt sprog
De operative satellitter i lavt jordkredsløb giver den hurtige informationsoverførsel mellem satellitterne og Jorden. Samtidig bremses disse satellitter kontinuerligt og påvirkes af jordens tætte atmosfære, der kaldes det atmosfæriske træk. Denne effekt kan være større under rumvejrshændelser som geomagnetiske solstorme. I løbet af de sidste år er tusindvis af Starlink-satellitter blevet indsat af SpaceX-firmaet i et lavt jordkredsløb. Den 4. februar blev 38 Starlink-satellitter imidlertid ødelagt, før de blev løftet op til en højere jordbane, hvilket medførte et økonomisk tab, der anslås at være flere gange titusinder af millioner dollars. Geomagnetiske indekser indikerede to på hinanden følgende geomagnetiske storme, som kunne opvarme den øvre atmosfære og øge den atmosfæriske træk. I dette arbejde giver vi en omfattende gennemgang af processen med rumvejr under denne begivenhed fra Solen hele vejen til den jordiske atmosfære. Vi har illustreret soludbruddet, udbredelsen af solvind og forbedringen af atmosfærisk tæthed ved hjælp af både observerede data og modelsimuleringer. Denne undersøgelse opfordrer til mere præcis modellering og bedre forståelse af rumvejr samt samarbejde mellem industri og rumvejrsamfund.
Kilder:
1) https://einarflydal.com/2022/09/29/romvaeret-fikk-elon-musks-5g-satellitter-til-a-drysse-ned-fra-himmelen/
2) Unveiling the Space Weather During the Starlink Satellites Destruction Event on 4 February 2022, Tong Dang et al.:
https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2022SW003152
https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1029/2022SW003152
3) https://spaceweather.com/archive.php?view=1&day=16&month=09&year=2022
4) Hverken Norge eller Danmark har lignende tjenester til at advare om, at geomagnetiske storme kan påvirke biologien, selvom der er stor viden herom. Se f.eks. i Firstenberg: The Invisible Rainbow (Den usynlige regnbue – Historien og eleksiteten og livet), som du kan finde HER, eller i Einar Flydal’s blogindlæg 17.03.2020.)
5) https://spaceweather.com/glossary/flareclasses.html
Læs mere her:
2020: Appeal by Astronomers: Safeguarding the Astronomical Sky
Appeal by Astronomers blev udsendt den 9. januar 2020 og er en international appel fra professionelle astronomer. (1) Gennem den internationale appel og de samme bekymringer, som Den Internationale Astronomiske Union, IAU (2) og andre institutioner har givet udtryk for, fremsætter appellen en formel anmodning om større effektiv beskyttelse og beskyttelse af professionelle astronomiske observationer fra jorden, hvilket sikrer retten til at observere en himmel uden unødvendige kunstige forurenende kilder.
Astronomiske observationer fra jorden kan blive stærkt skadet af den igangværende udrulning af den store satellitflåde som forberedelse til den næste generation af telekommunikation. I århundreder har de astronomiske observationer fra jorden ført til usædvanlige fremskridt i vores videnskabelige forståelse af naturloven. I øjeblikket er astronomisk instrumentering fra jorden truet af indsættelsen af satellitterne. “Gennem denne internationale appel og efter de samme bekymringer udtrykt af Den Internationale Astronomiske Union, IAU og andre institutioner, rejser vi en formel anmodning om større effektiv beskyttelse og beskyttelse af professionelle astronomiske observationer fra jorden, hvilket garanterer retten til at observere en himmel fri for unødvendige kunstige forurenende kilder.”
Appeal by Astronomers er fortsat åben for underskrifter.
Appellen er pr. oktober 2022 underskrevet af mere end 2050 professionelle astronomer.
Kilder:
1) https://astronomersappeal.wordpress.com/
2) https://www.iau.org/news/announcements/detail/ann19035/?lang
