ماهواره هواشناسی فضایی ساخت استرالیا CUAVA-1 مستقر شد. چهارشنبه شب از ایستگاه فضایی بین‌المللی وارد مدار می‌شود. تمرکز اصلی این CubeSat به اندازه جعبه کفش، که در ماه آگوست با موشک SpaceX به ایستگاه فضایی پرتاب شد، مطالعه این است که تابش خورشید با جو زمین و دستگاه‌های الکترونیکی چه می‌کند.

آب و هوای فضایی مانند شعله‌های خورشیدی و تغییرات باد خورشیدی بر یونوسفر زمین (لایه ای از ذرات باردار در اتمسفر فوقانی) تأثیر می‌گذارد. این امر به نوبه خود بر ارتباطات رادیویی از راه دور و مدار برخی از ماهواره‌ها تأثیر می‌گذارد و همچنین نوساناتی در میدان الکترومغناطیسی ایجاد می‌کند که می‌تواند باعث ویرانی الکترونیک در فضا و زمین شود.

این ماهواره جدید اولین وسیله‌ای است که توسط مرکز آموزشی شورای تحقیقات استرالیا برای Cubesats، پهپادها و کاربردهای آنها (یا به اختصار CUAVA) طراحی و ساخته شده است. این محموله‌ها و نمایشگرهای فناوری را حمل می‌کند که توسط همکاران دانشگاه سیدنی، دانشگاه مک کواری و UNSW-Sydney ساخته شده است.

یکی از 1-CUAVA هدف  کمک به بهبود پیش‌بینی آب و هوای فضا است که در حال حاضر بسیار محدود است. CUAVA-1 علاوه بر ماموریت علمی خود، گامی به سوی هدف آژانس فضایی استرالیا برای رشد صنعت فضایی محلی با 20000 شغل تا سال 2030 است.

در حالی که آژانس فضایی استرالیا تنها در سال 2018 تشکیل شد، استرالیا سابقه طولانی در تحقیقات ماهواره‌ای دارد. برای مثال، در سال 2002، FedSat یکی از اولین ماهواره‌هایی در جهان بود که گیرنده GPS را در خود حمل کرد.

گیرنده‌های GPS مبتنی بر فضا امروزه امکان اندازه‌گیری معمول جو در سراسر جهان را برای نظارت و پیش‌بینی آب و هوا ممکن می‌سازند. اداره هواشناسی و سایر آژانس‌های پیش‌بینی آب و هوا در پیش‌بینی خود به داده‌های GPS مبتنی بر فضا تکیه می‌کنند.

گیرنده‌های فضایی GPS همچنین امکان نظارت بر یونوسفر زمین را فراهم می‌کنند
از ارتفاعات حدود 80 کیلومتری تا 1000 کیلومتری، این لایه جو از گازی متشکل از اتم‌ها و مولکول‌های بدون بار به گازی از ذرات باردار، اعم از الکترون‌ها و یون‌ها، تبدیل می‌شود. (به گاز ذرات باردار پلاسما نیز گفته می شود.)

یونوسفر مکان نمایش‌های شفق زیبا که در عرض‌های جغرافیایی بالا در طول طوفان‌های ژئومغناطیسی متوسط ​​یا «آب‌وهوای بد فضایی» رایج هستند، اما چیزهای بیشتری در آن وجود دارد.

یونوسفر می تواند برای موقعیت‌یابی و ناوبری ماهواره‌ای مشکل ایجاد کند، اما گاهی اوقات مفید است، مانند زمانی که رادارهای زمینی و سیگنال‌های رادیویی می‌توانند برای اسکن یا برقراری ارتباط در افق از آن منعکس شوند.

چرا پیش‌بینی آب و هوای فضا بسیار سخت است

درك یونوسفر بخش مهمی از پیش‌بینی آب و هوا در فضای عملیاتی است. می‌دانیم که یونوسفر در طوفان‌های ژئومغناطیسی شدید بسیار نامنظم می‌شود. این سیگنال‌های رادیویی را که از آن عبور می‌کنند مختل می‌کند و موج‌هایی از جریان الکتریکی در شبکه‌های برق و خطوط لوله ایجاد می‌کند.
در طول طوفان‌های ژئومغناطیسی شدید، مقدار زیادی انرژی تخلیه می‌شود. وارد اتمسفر فوقانی زمین در نزدیکی قطب شمال و جنوب می‌شود، در حالی که جریان‌ها را در یونوسفر استوایی تغییر می‌دهد.

این انرژی از طریق سیستم از بین می‌رود و باعث ایجاد تغییرات گسترده در سراسر جو فوقانی و تغییر الگوی باد در ارتفاع بالا در بالای استوا در ساعت‌های بعد می‌شود.

در مقابل، اشعه ایکس و اشعه ماوراء بنفش از شراره‌های خورشیدی به طور مستقیم جو (بالای لایه ازن) بالای استوا و عرض‌های جغرافیایی میانی را گرم می‌کند. این تغییرات بر میزان نیروی پسا تجربه شده در مدار پایین زمین تأثیر می‌گذارد و پیش‌بینی مسیر ماهواره‌ها و زباله‌های فضایی را دشوار می‌کند.

حتی خارج از طوفان‌های ژئومغناطیسی، اختلالات «زمان آرام» وجود دارد که بر GPS و سایر سیستم‌های الکترونیکی تأثیر می‌گذارد.

در حال حاضر، ما نمی‌توانیم پیش‌بینی دقیقی از آب و هوای بد فضایی فراتر از سه روز آینده انجام دهیم و اثرات جریان هوایی بد فضایی در اتمسفر بالای زمین از جمله اختلالات GPS و ارتباطات و تغییرات در کشش ماهواره‌ای، حتی پیش‌بینی آن از قبل هم دشوارتر است.

در نتیجه، اکثر آژانس‌های پیش‌بینی آب و هوای فضایی به «nowcasting» محدود می‌شوند: مشاهده وضعیت فعلی آب و هوای فضا و پیش‌بینی برای چند ساعت آینده.

برای درک ارتباط بین خورشید و زمین، چگونگی اتلاف انرژی خورشید از طریق سیستم زمین، و این که چگونه این تغییرات سیستم بر فناوری که ما به طور فزاینده‌ای برای زندگی روزمره به آن تکیه می‌کنیم، تأثیر می‌گذارد.

این به معنای تحقیقات و ماهواره های بیشتری است، به ویژه برای عرض‌های جغرافیایی استوایی تا متوسط ​​مربوط به استرالیایی‌ها (و در واقع بیشتر مردم روی زمین).
امیدواریم CUAVA-1 گامی به سوی مجموعه‌ای از ماهواره‌های هواشناسی فضایی استرالیا باشد که نقش کلیدی در پیش‌بینی آب و هوای فضایی آینده ایفا خواهد کرد.

دانشگاه سیدنی، دانشگاه مک کواری و UNSW همگی دارای مدرک کارشناسی هستند و برنامه‌های تحصیلات تکمیلی در رشته مهندسی مخابرات به شرح زیر است:

دانشگاه سیدنی

لیسانس ممتاز مهندسی (مهندسی برق)

(با تخصص در مخابرات)

کارشناس ارشد مهندسی (مهندسی مخابرات)
دانشگاه مک کواری
لیسانس مهندسی (افتخارات) (مهندسی برق و الکترونیک)
کارشناس ارشد مهندسی در مهندسی الکترونیک
UNSW
لیسانس مهندسی (افتخارات) (ارتباطات)

کارشناس ارشد مهندسی (ارتباطات)
گزیده ای از مکالمه 7 اکتبر 2021