Почему спутники чаще выходят из строя над Южной Америкой?
Земля

Почему спутники чаще выходят из строя над Южной Америкой?

Несмотря на все усилия, инженерам космической отрасли никак не удаётся избавиться от некой непредсказуемости поведения спутников. Иногда спутники без видимой причины отключаются и начинают перезагружаться. В других случаях симптомы более серьёзны, вплоть до полного отказа. Астрономы всякий раз весьма болезненно переживают подобные неприятности. Они честно пытаются исследовать Вселенную, а бездушная техника раз за разом ставит препоны на этом благородном пути. Впрочем, утешением может служить то, что причины некоторых из этих сбоев становятся всё более понятными. 

Южно-Атлантическая аномалия где спутник чаще всего выходят из строя
Аномалии в Южной Америке. Кредиты: НАСА

В восьмидесятых годах прошлого века инженеры отследили работу двух спутников и нанесли на карту те точки, где спутники переставали нормально функционировать чаще всего. Выяснилась довольно странная вещь – практически все сбои происходили над Южной Америкой и Атлантическим океаном. Впоследствии эта область стала называться «Южно-Атлантической аномалией». Наша замечательная звезда непрерывно извергает электрически заряженные частицы. Это излучение взаимодействует с магнитным полем планеты, вызывая, помимо прочего, очень зрелищные полярные сияния. Их мы оставим любителям природных спецэффектов, для этого же рассказа важнее то, что часть потока застревает внутри магнитного поля Земли, образуя радиационные пояса, к которым в западной научной традиции добавляется уточнение – «Ван Аллена». Эти округлые области, наполненные высокоэнергичными частицами, простираются далеко за пределы атмосферы.

Несмотря на своё название, пояса не радиоактивны – смысл термина «радиация» в астрономии несколько отличен от того, в котором его привыкли использовать, допустим, врачи. В целом, однако, инженеры космической отрасли всё равно желали бы, чтобы конструируемые ими аппараты не оказывались в этих поясах. По той причине, что заряженные частицы, воздействуя на бортовые компьютеры, вызывают так называемые «повреждения в результате единичного события». Врезавшись в чип, они способны повредить память, изменив единицы двоичного кода на нули и наоборот. Потенциально это может привести к чему угодно – от порчи данных до уничтожения спутника. Проложить же маршрут движения космических аппаратов так, чтобы они облетали радиационные пояса, довольно проблематично. По той причине, что эти кольца немного «перекошены» и над Южной Америкой опускаются к поверхности планеты. 

Магнитосфера Земли
Анимированная иллюстрация, показывающая солнечный ветер, струящийся вокруг магнитосферы Земли. Вблизи Северного и Южного полюсов магнитное поле Земли образует воронки, которые обеспечивают доступ солнечного ветра в верхние слои атмосферы. Кредиты: НАСА / CILab / Джош Мастерс

С 15 по 45 градус южной широты радиационный пояс проходит необычно близко к Земле. Если над остальными районами планеты он приподнят на несколько тысяч километров, то здесь опускается до шестисот, то есть до той орбиты, на которую очень часто выводятся разного рода космические аппараты и спутники в том числе. Может показаться, что решение проблемы очевидно – выбирать траекторию спутников так, чтобы они не залетали в Южно-Атлантическую аномалию. Однако добиться этого на практике не всегда возможно. Во-первых, спутники нужны и жителям южноамериканского континента. Во-вторых, из-за особенностей их полёта по орбите у эксплуатантов иногда просто нет выбора. Если надо, чтобы спутник пролетел над определенной широтой в северном полушарии, он должен будет пройти над тем или иным районом южного полушария. Даже если там располагается какая-то странная и опасная для бортовых компьютеров аномалия.

Спутники часто падают именно в данной местности.
Аномалии в Южной Америке с 15 по 45 г.ю.ш. Кредиты: НАСА

Эту проблему можно решить с помощью защиты космических аппаратов неким подобием «брони». Однако это приводит к значительному увеличению их массы, а значит и стоимости запуска. Один из самых распространенных и изобретательных методов заключается в установке на каждый отдельный спутник трёх бортовых компьютеров, дублирующих работу друг друга. Все они считывают один и тот же код и получают одну и ту же информацию. Однако конкретные действия осуществляются только при «согласии» двух из них. То есть если излучением будут повреждены данные на каком-то одном чипе, спутник продолжит работу в штатном режиме. Эта технология избавляет от многих проблем подобного рода и была взята на вооружение без привязки к какой бы то ни было аномалии.

Опасность, кстати, грозит не только спутникам и их компьютерному оборудованию. МКС также время от времени залетает в Южно-Атлантическую аномалию, а высокоэнергичные частицы способны повреждать и человеческую ДНК. Постоянная бомбардировка подобного рода увеличивает риск возникновения онкологических и иных заболеваний. Космические агентства пытаются насколько возможно ограничить воздействие вредоносного излучения на находящихся на орбите людей – как с помощью физической защиты, так и, например, посредством внимательного планирования расписания выходов в открытый космос. 

МКС. Кредит: НАСА
МКС. Кредит: НАСА

Впрочем, в преодолении описанных трудностей видится и положительная составляющая. Инженеры учатся творчески подходить к проектированию, учитывать те опасности, которые могут встретиться космическим аппаратам. В дальнейшем это наверняка позволит человечеству более эффективно и с меньшими потерями исследовать сначала Солнечную систему, а затем и дальний космос.

Там нам придется иметь дело с другими опасными частицами и энергиями. Узнать о них больше, выработать меры защиты прямо здесь, около родной планеты, было бы весьма удобно. 

Поделиться ссылкой:

Похожие статьи

3 комментария

  • Анна

    Атлантический океан занимает ведущее место в мировом судоходстве. Большая часть путей ведёт из Европы в Северную Америку. Основные судоходные проливы Атлантического океана: Босфор и Дарданеллы, Гибралтарский, Ла-Манш, Па-де-Кале, Балтийские проливы ( Скагеррак, Каттегат, Эресунн, Большой и Малый Бельт ), Датский, Флоридский. Атлантический океан соединён с Тихим океаном искусственным Панамским каналом, прорытым между Северной и Южной Америками по Панамскому перешейку, а также с Индийским океаном искусственным Суэцким каналом через Средиземное море. Крупнейшие порты: Санкт-Петербург ( генеральные грузы, нефтепродукты, металлы, лесные грузы, контейнеры, уголь, руда, химические грузы, металлолом), Гамбург (машины и оборудование, химическая продукция, сырьё для металлургии, нефть, шерсть, лес, продовольствие), Бремен, Роттердам (нефть, природный газ, руды, удобрения, оборудование, продовольствие), Антверпен, Гавр (нефть, оборудование), Филикстоу, Валенсия, Альхесирас, Барселона, Марсель (нефть, руда, зерно, металлы, химические грузы, сахар, фрукты и овощи, вино), Джоя-Тауро, Марсашлокк, Стамбул, Одесса ( сахар-сырец, контейнеры), Мариуполь (уголь, руда, зерно, контейнеры, нефтепродукты, металлы, лес, продовольствие), Новороссийск (нефть, руда, цемент, зерно, металлы, оборудование, продовольствие), Батуми (нефть, генеральные и навалочные грузы, продовольствие), Бейрут (вывоз: фосфориты, фрукты, овощи, шерсть, лес, цемент, ввоз: машины, удобрения, чугун, строительные материалы, продовольствие), Порт-Саид, Александрия (вывоз: хлопок, рис, руды, ввоз: оборудование, металлы, нефтепродукты, удобрения), Касабланка (вывоз: фосфориты, руды, цитрусовые, пробка, продовольствие, ввоз: оборудование, ткани, нефтепродукты), Дакар (вывоз: земляной орех, финики, хлопок, скот, рыба, руды, ввоз: оборудование, нефтепродукты, продовольствие), Кейптаун, Буэнос-Айрес (вывоз: шерсть, мясо, зерно, кожа, растительное масло, льняное семя, хлопок, ввоз: оборудование, железная руда, уголь, нефть, промышленные товары), Сантус, Рио-де-Жанейро (вывоз: железная руда, чугун, кофе, хлопок, сахар, какао-бобы, пиломатериалы, мясо, шерсть, кожа, ввоз: нефтепродукты, оборудование, уголь, зерно, цемент, продовольствие), Хьюстон (нефть, зерно, сера, оборудование), Новый Орлеан (руды, уголь, строительное сырьё, автомобили, зерно, прокат, оборудование, кофе, фрукты, продовольствие), Саванна, Нью-Йорк (генеральные грузы, нефть, химические грузы, оборудование, целлюлоза, бумага, кофе, сахар, металлы), Монреаль (зерно, нефть, цемент, уголь, лес, металлы, бумага, асбест, вооружение, рыба, пшеница, оборудование, хлопок, шерсть) Главенствующую роль в пассажирском сообщении между Европой и Северной Америкой через Атлантический океан играет авиационное сообщение. Большая часть трансатлантических линий проходит в Северной Атлантике через Исландию и Ньюфаундленд. Другое сообщение идёт через Лиссабон, Азорские и Бермудские острова. Авиатрасса из Европы в Южную Америку проходит через Лиссабон, Дакар и далее через самую узкую часть Атлантического океана в Рио-де-Жанейро. Авиалинии из США в Африку проходят через Багамские острова, Дакар и Робертспорт

  • Михаил

    Возраст океанической коры под Атлантическим океаном, красным обозначены самые молодые области, синим — самые старые ( шкала времени ) Атлантический океан образовался в мезозое в результате раскола древнего суперконтинента Пангея на южный материк Гондвана и северный Лавразия. В результате разнонаправленного движения этих материков в самом конце триаса привело к образованию первой океанической литосферы нынешней Северной Атлантики. Образовавшаяся рифтовая зона была западным продолжением рифтовой трещины океана Тетис. Атлантическая впадина на ранней стадии своего развития образовалась как соединение двух крупных океанских бассейнов океана Тетис на востоке и Тихого океана на западе. Дальнейшее разрастание впадины Атлантического океана будет проходить за счёт сокращения размеров Тихого океана. В раннеюрское время Гондвана начала раскалываться на Африку и Южную Америку и образовалось океаническая литосфера современной Южной Атлантики. В меловое время раскололась Лавразия, и началось отделение Северной Америки от Европы. При этом Гренландия, смещаясь к северу, откололась от Скандинавии и Канады. В течение последних 40 миллионов лет и вплоть до настоящего времени, продолжается раскрытие бассейна Атлантического океана по единой рифтовой оси, расположенной примерно в середине океана

  • Сергей

    Значительные площади шельфа соотнесены с северным полушарием и прилегают к берегам Северной Америки и Европы. В четвертичные времена большая часть шельфа подвергалась материковому оледенению, что сформировало реликтовые ледниковые формы рельефа. Другой элемент реликтового рельефа шельфа — затопленные речные долины, встречающиеся почти во всех шельфовых районах Атлантического океана. Широко распространены реликтовые континентальные отложения. У берегов Африки и Южной Америки шельф занимает меньшие площади, но в южной части Южной Америки он значительно расширяется (Патагонский шельф). Приливными течениями образованы песчаные гряды, получившие наибольшее распространение из современных субаквальных форм рельефа. Они очень характерны для шельфового Северного моря, в большом количестве встречаются в Ла-Манше, а также на шельфах Северной и Южной Америки. В экваториально – тропических водах (особенно в Карибском море, на Багамских банках, у берегов Южной Америки) разнообразно и широко представлены коралловые рифы Материковые склоны в большинстве районов Атлантического океана выражены крутыми склонами, иногда имеющие ступенчатый профиль и глубоко расчленены подводными каньонами. В некоторых районах материковые склоны дополняются краевыми плато : Блейк, Сан-Паулу, Фолклендское на американских подводных окраинах ; Подкупайн и Гобан на подводной окраине Европы. Глыбовой структурой является Фарреро-Исландский порог, простирающийся от Исландии к Северному морю. В этом же регионе располагается возвышенность Роккол, также являющаяся погружённой частью подводной части Европейского субконтинента

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector