ЭКА

Воспоминания о солнечном воздействии семи космических аппаратов ЕКА были собраны и проанализированы в ходе первого в своем роде исследования, призванного лучше понять радиационную среду в космосе. Огромные объемы инженерных данных были использованы для выявления воздействия экстремальных явлений космической погоды на космические корабли по всей Солнечной системе, где отсутствуют научные наблюдения, что имело значение для будущего проектирования космических кораблей, науки о космической погоде и нашего понимания рисков, связанных с человеком и роботизированная жизнь за пределами защитного щита Земли.

Каждый космический корабль запускается с определенной целью, и для научных миссий бортовые приборы являются ключом к ее достижению. Будь то чрезвычайно чувствительный телескоп Gaia, который отображает более миллиарда звезд в галактике, или стереокамера высокого разрешения Mars Express, раскрывающая топографию Красной планеты, космические корабли обычно фокусируют свои «глаза» на вещах и явлениях, которые люди хочу понять.

Но, как и у нас, у космических кораблей есть тела, которые чувствуют, что с ними происходит, и воспоминания, в которых хранится история их опыта в космосе на протяжении многих лет, а иногда и десятилетий.

Эта информация, называемая «хозяйственными данными» и в основном рассматриваемая как инженерный инструмент, возможно, была упущена из виду с точки зрения научных открытий, которые она раскрывает об окружающей среде, в которой обитают наши миссии, и когда речь идет о Красной планете, где мы однажды также надеюсь позвонить домой.

Завершено первое комплексное технико-экономическое обоснование с учетом многолетних архивных «дневников» семи миссий ЕКА, разбросанных по Солнечной системе, с упором на одно из самых опасных погодных явлений в космосе для текущих и будущих исследований человеком и роботами – солнечные энергетические частицы. события…

«Космическая погода» полностью отличается от погоды на Земле, но солнечные энергетические частицы (SEP) можно рассматривать как атомные «градины», разогнавшиеся до невообразимо высоких скоростей. Это частицы, испускаемые Солнцем, в основном протоны, но также и более крупные частицы, такие как ядра гелия (с двумя протонами и двумя нейтронами) и «ионы HZE».

Ионы HZE создаются, когда ядра элементов тяжелее водорода и гелия, т. е. с тремя протонами и более, теряют свои электроны и становятся уже не нейтральными, а электрически заряженными.

Эти частицы постоянно испускаются Солнцем во всех направлениях – солнечный ветер – но они часто получают огромный толчок, когда Солнце извергается огромными солнечными вспышками и выбросами корональной массы.

В результате возникают массивные волны заряженных частиц, подхваченные этими извержениями и ускоренные до скорости света. Они могут проникать через магнитное поле Земли и представлять значительную радиационную опасность для космических кораблей и астронавтов.

Понимание распределения и движения солнечных энергетических частиц по всей Солнечной системе важно, но сложно, поскольку для этого требуются инструменты, разбросанные по космосу, чтобы обнаружить их и понять, как они перемещаются.

Данные от инженерных датчиков на борту Rosetta, ExoMars TGO, Mars Express, Venus Express, Solar Orbiter, BepiColombo и Gaia были собраны и проанализированы, что выявило одновременное обнаружение событий с солнечными энергетическими частицами в разных местах Солнечной системы. Исследование показывает, что эти миссии обеспечивают хорошую сеть обнаружения солнечных частиц в местах, где научные наблюдения недоступны.

На космических кораблях имеется множество служебных детекторов, расположенных в разных местах, которые контролируют их общее состояние и состояние полезной нагрузки – научных инструментов. Счетчики памяти обнаружения и исправления ошибок (EDAC) входят в их число, и их роль заключается в защите памяти компьютера космического корабля от ошибок, вызванных попаданием энергетических частиц в компьютерные чипы – «переворотов битов, вызванных сбоями в результате одиночных событий».

О событиях, связанных с солнечными частицами, можно судить по внезапному увеличению количества ошибок, порядка десятков в день, регистрируемых счетчиками EDAC. Например, событие солнечных частиц 7 марта 2012 года показано в данных как одно из крупнейших, когда-либо наблюдавшихся на Марсе и Венере, «ощущенное» Марс-Экспресс и Венера-Экспресс. Звездные трекеры Venus Express, которые помогают ориентировать космический корабль, были даже ослеплены на пять дней из-за этого события.