欧洲研究团队开发出可提前2年预测太阳射电活动的RESONANCE软件

来自斯科尔科沃科学技术学院(Skoltech)、格拉茨大学、奥地利坎泽尔霍河天文台、以及欧洲航天局空间运行中心的研究人员们,刚刚开发出了一套名为 RESONANCE 的软件方案。其特点是能够提前 1~24 个月预测太阳射电活动的通量,从而改善在轨卫星的运行要求、重入大气服务、空间碎片演化的建模、以及采取机动规避碰撞等工作。


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太阳动力天文台(SDO)拍摄的太阳磁环清晰图像(来自:NASA)

自 1957 年发射地球上第一课人造卫星以来,目前已有超过 41500 吨的人造物体在绕太阳、地球和其它行星体的轨道上运行。

自那时起,大多数物体(如火箭弹和大块空间碎片),经常以不受控制的方式重入地球大气层,但这也对人员和基础设施构成了潜在风险。

想要准确预测重入的时间和地点,显然是一项艰巨的任务。因为研究人员必须准确知晓地球高层大气的密度,但它又很容易受到难以捉摸的太阳活动的影响。

某些情况下,地球大气会被加热得较为膨胀。然后在大气阻力效应的作用下,在轨卫星可能逐渐难以支撑并落回地球。

此外还有诸多极其细小且凌乱的空间碎片,如果航天器意外改变轨道,也很可能被其高速击中而损毁。

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印尼地区发现的一个重返地球的空间物体,球体直径约 50 厘米、重 7.4 公斤(来自:ESA)

好消息是,由斯科尔科沃科学技术学院(Skoltech)教授 Tatiana Podladchikova 带领的一支国际科学家团队,已经开发出了一套名叫《由计算机辅助估算的太阳辐射在线分析》的工具软件(简称 RESONANCE)。

通过该方法,研究人员能够提前 1~24 个月预测每小时平均波长 F10.7 和 F30 厘米的太阳射电通量的密度。因为受紫外辐射影响,地球的高层大气会被加热。

结合基于物理学的最新建模和先进的数据同化方法,F10.7 和 F30 预报数据能够作为重入预测工具的太阳信息输入,以进一步评估物体重入地球大气层的时间。

目前正在攻读博士学位、且在鲁汶天主教大学(KU Leuven)的数学等离子天体物理中心进行研究的 Skoltech 理科硕士毕业生 Elena Petrova 表示:

我们系统地评估了 RESONANCE 在针对过去的 ESA 重入活动的 602 次有效载荷与火箭弹记录,以及从 2006~2019 这 11 年太阳活动周期内重入地球大气的 2344 个太空碎片。

测试表明,由 RESONANCE 获得的预测结果,总体上也可用于改善再入活动的预测,因此我们推荐将它用于再入活动和其它空间气候应用的新服务。

Europe’s Space Freighter ATV Jules Verne Burning Up Over the Pacific Ocean(via

这项受人关注的研究结果,已经发表在近日更新的《天体物理学杂志》增刊系列中,原标题为《The American Astronomical Society, find out more》。

目前该研究团队正准备将 RESONANCE 投入实际运营,并将之作为一项新的太空气象服务的一部分,以持续不断地预测太阳射电活动的通量。