Pagtataya ng lagay ng panahon sa kalawakan gamit ang isang bagong Australian satellite

Friday 8 October 2021

Ang mga collaborator mula sa University of Sydney, Macquarie University, at UNSW-Sydney ay bumuo at naglunsad ng bagong satellite upang tumulong sa Pagtataya ng lagay ng panahon sa kalawakan.

Pagtataya ng lagay ng panahon sa kalawakan gamit ang isang bagong Australian satellite

Na-deploy ang Australian-made space weather satellite na CUAVA-1 papunta sa orbit mula sa International Space Station noong Miyerkules ng gabi. Inilunsad sa space station noong Agosto sakay ng SpaceX rocket, ang pangunahing pokus ng CubeSat na ito na kasing laki ng shoebox ay ang pag-aralan kung ano ang nagagawa ng radiation mula sa Araw sa atmospera ng Earth at mga electronic device.<

Space weather tulad ng dahil ang mga solar flare at mga pagbabago sa solar wind ay nakakaapekto sa ionosphere ng Earth (isang layer ng mga naka-charge na particle sa itaas na kapaligiran). Ito naman ay may epekto sa malayuang komunikasyon sa radyo at sa mga orbit ng ilang satellite, pati na rin ang paglikha ng mga pagbabago sa electromagnetic field na maaaring magdulot ng kalituhan sa mga electronics sa kalawakan at pababa sa lupa.

Ang bagong satellite ay ang unang idinisenyo at itinayo ng Australian Research Council Training Center para sa mga Cubesats, UAV, at ang kanilang mga aplikasyon (o CUAVA sa madaling salita). Nagdadala ito ng mga payload at demonstrator ng teknolohiya na binuo ng mga collaborator mula sa University of Sydney, Macquarie University, at UNSW-Sydney.

Isa sa CUAVA Ang mga layunin ng -1 ay tumulong na mapabuti ang mga pagtataya ng lagay ng panahon sa kalawakan, na kasalukuyang napakalimitado. Pati na rin ang siyentipikong misyon nito, ang CUAVA-1 ay kumakatawan din sa isang hakbang patungo sa layunin ng Australian Space Agency na palakihin ang lokal na industriya ng kalawakan ng 20,000 trabaho pagsapit ng 2030.

Habang ang Australian Space Agency ay nabuo lamang noong 2018, Australia ay may mahabang kasaysayan sa pagsasaliksik sa satellite. Noong 2002, halimbawa, ang FedSat ay isa sa mga unang satellite sa mundo na nagdala ng GPS receiver onboard.

Batay sa espasyo Ginagawang posible ngayon ng mga GPS receiver na regular na sukatin ang kapaligiran sa buong mundo para sa pagsubaybay at paghula ng panahon. Ang Bureau of Meteorology at iba pang ahensya sa pagtataya ng panahon ay umaasa sa space-based na GPS data sa kanilang pagtataya.

Ginagawa din ng mga space-based na GPS receiver na subaybayan ang Ionosphere ng Earth. Mula sa taas na humigit-kumulang 80km hanggang 1,000km, ang layer na ito ng atmospera ay lumilipat mula sa isang gas ng hindi nakakargahang mga atom at molekula patungo sa isang gas ng mga naka-charge na particle, parehong mga electron at ion. (Ang isang gas ng mga naka-charge na particle ay tinatawag ding plasma.)

Ang ionosphere ay ang lokasyon ng magandang auroral display na karaniwan sa matataas na latitude sa panahon ng katamtamang geomagnetic storm, o “masamang panahon sa kalawakan,” ngunit marami pa rito.

Ang ionosphere ay maaaring nagdudulot ng mga kahirapan para sa pagpoposisyon at pag-navigate ng satellite, ngunit minsan din itong kapaki-pakinabang, tulad ng kapag ang ground-based na radar at mga signal ng radyo ay maaaring i-bounce dito upang mag-scan o makipag-usap sa abot-tanaw.

Bakit napakahirap hulaan ng lagay ng panahon sa kalawakan

Pag-unawa sa ionosphere ay isang mahalagang bahagi ng operational space weather forecasting. Alam natin na ang ionosphere ay nagiging lubhang iregular sa panahon ng matinding geomagnetic na bagyo. Nakakaabala ito sa mga signal ng radyo na dumadaan dito, at lumilikha ng mga surge ng electric current sa mga power grid at pipeline.

Sa panahon ng matinding geomagnetic storm, malaking halaga ng enerhiya ang itinatapon papunta sa itaas na atmospera ng Earth malapit sa hilaga at timog na pole, habang nagbabago rin ang mga agos at daloy sa equatorial ionosphere.

Ang enerhiyang ito ay nawawalasa pamamagitan ng system, na nagdudulot ng malawakang pagbabago sa buong itaas na atmospera at binabago ang mga pattern ng hangin sa mataas na altitude sa itaas ng ekwador ilang oras mamaya.

Sa kabaligtaran, Ang X-ray at UV radiation mula sa mga solar flare ay direktang nagpapainit sa atmospera (sa itaas ng ozone layer) sa itaas ng ekwador at gitnang latitude. Ang mga pagbabagong ito ay nakakaimpluwensya sa dami ng drag na nararanasan sa low-Earth orbit, na nagpapahirap na hulaan ang mga landas ng mga satellite at space debris.

Kahit sa labas ng geomagnetic bagyo, may mga kaguluhang "tahimik na oras" na nakakaapekto sa GPS at iba pang mga electronic system.

Sa kasalukuyan, hindi kami makakagawa ng mga tumpak na hula ng masama lagay ng panahon sa kalawakan na higit sa tatlong araw na mas maaga. At ang flow-on na epekto ng masamang panahon sa kalawakan sa itaas na atmospera ng Earth, kabilang ang GPS at mga abala sa komunikasyon at mga pagbabago sa satellite drag, ay mas mahirap hulaan nang maaga.

Bilang resulta , karamihan sa mga ahensya ng paghuhula ng lagay ng panahon sa kalawakan ay limitado sa "nowcasting": pag-obserba sa kasalukuyang kalagayan ng lagay ng panahon sa kalawakan at pag-project sa susunod na ilang oras.

Aabutin mas maraming agham upang maunawaan ang koneksyon sa pagitan ng Araw at ng Earth, kung paano nawawala ang enerhiya mula sa Araw sa sistema ng Earth, at kung paano naiimpluwensyahan ng mga pagbabagong ito sa system ang teknolohiyang higit nating pinagkakatiwalaan para sa pang-araw-araw na buhay.

Ito ay nangangahulugan ng higit pa pananaliksik at higit pang mga satellite, lalo na para sa ekwador hanggang sa kalagitnaan ng latitude na nauugnay sa mga Australyano (at sa katunayan karamihan ng mga tao sa Earth). Umaasa kami na ang CUAVA-1 ay isang hakbang patungo sa isang konstelasyon ng mga satellite ng panahon sa kalawakan ng Australia na gaganap ng mahalagang papel sa pagtataya ng lagay ng panahon sa kalawakan sa hinaharap.

Ang University of Sydney, Macquarie University at UNSW ay lahat ay may Undergraduate at mga programang Postgraduate sa Telecommunications Engineering gaya ng sumusunod:

University of Sydney<

Bachelor of Engineering Honors (Electrical Engineering)

(na may espesyalisasyon sa Telecommunications)<