Czy mega-konstelacje zmienią pole magnetyczne Ziemi?
Original English | Polish translation |
Something unprecedented is happening in Earth orbit. In only a few short years, the satellite population has skyrocketed, more than doubling since 2020. In the past year alone, more satellites have been launched than during the first thirty years of the Space Age. Much of this activity is driven by SpaceX and its growing megaconstellation of Starlink internet satellites. | Na ziemskiej orbicie dzieje się coś niespotykanego. Zaledwie w ciągu kilku lat populacja satelitów gwałtownie wzrosła, a ich liczba więcej niż podwoiła się od 2020 r. Tylko w zeszłym roku [2023] wystrzelono więcej satelitów niż w ostatnich trzydziestu latach Ery [Podboju] Kosmosu [ery kosmicznej]. Duża część tej aktywności związana jest ze SpaceX i jego ciągle rosnącą mega-konstelacją satelitów internetowych Starlink. |
Environmentalists have raised many concerns about Starlink including light-pollution of the night sky, a potentially hazardous traffic jam in low-Earth orbit, and even ozone depletion. Copycat megaconstellations by other companies and countries will only multiply these concerns. | Ekolodzy już wcześniej zwrócili uwagę na problemy ze Starlinkiem takie, jak nadmierne rozświetlanie nocnego nieba, potencjalnie niebezpieczne zakorkowanie niskiej orbity okołoziemskiej [zablokowanie możliwości swobodnego poruszania się w niskiej orbicie okołoziemskiej], a nawet zubożenie warstwy ozonowej. Naśladowcze mega-konstelacje innych firm i krajów jedynie zwiększą te niepokoje. |
Now there's a new reason to worry. According to a new study by Sierra Solter, megaconstellations could alter and weaken Earth's magnetic field. | Aktualnie pojawił się nowy powód do zmartwienia. Według nowego badania Sierry Soltery, mega-konstelacje mogłyby zmodyfikować i osłabić pole magnetyczne Ziemi. |
Solter is a graduate student at the University of Iceland, working on her PhD in plasma physics. She recently realized something overlooked by many senior colleagues: "More than 500,000 satellites are expected in decades ahead, primarily to build internet megaconstellations. Every satellite that goes up will eventually come down, disintegrating in Earth's atmosphere. This will create a massive layer of conducting, electrically charged particles around our planet." | Solter jest absolwentką Uniwersytetu Islandzkiego i pracuje nad doktoratem w dziedzinie fizyki plazmy. Ostatnio zdała sobie sprawę z czegoś, co przeoczyli jej starsi koledzy [współpracownicy]: „Oczekuje się, że w ciągu następnych dziesięcioleci, przestrzeń okołoziemską zapełni więcej niż pół miliona satelitów, których głównym celem ma być stworzenie mega-konstelacji dostarczających Internet. Każdy wystrzelony w przestrzeń satelita prawdopodobnie też spadnie i spali się w ziemskiej atmosferze. W efekcie, wokół naszej planety stworzy się ogromna warstwa cząsteczek przewodzących i elektrycznie naładowanych”. |
To understand the scale of the problem, consider the following: If you gathered up every charged particle in Earth's Van Allen Belts, their combined mass would be only 0.00018 kg. Other components of the magnetosphere such as the ring current and plasmasphere are even less massive. For comparison, "the mass of a second generation Starlink satellite is 1250 kilograms, all of which will become conductive debris when the satellite is eventually de-orbited," says Solter. | Aby zrozumieć skalę problemu, weźmy pod uwagę następujący fakt: jeśli w ziemskich Pasach Van Allena zgromadzimy każdą naładowaną cząsteczkę, to ich łączna masa ważyłaby tylko 0.00018 kg. Inne składniki magnetosfery takie, jak prąd pierścieniowy i plazmosfera są jeszcze lżejsze. Solter wyjaśnia to przez porównanie: „Masa satelity Starlink drugiej generacji wynosi 1250 kg, który w całości stanie się przewodzącym śmieciem, kiedy ewentualnie wypadnie ze swojej orbity”. |
Metal debris from a single deorbited Starlink satellite is 7 million times more massive than the Van Allen Belts. An entire megaconstellation is billions of times more massive. These ratios point to a big problem. | Odłamki metalu z pojedynczego, zdeorbitowanego satelity Starlink są o 7 milionów razy cięższe niż Pasy Van Allena. Tylko jedna taka mega-konstelacja jest miliardy razy cięższa. Takie proporcje wskazują na duży problem. |
"The space industry is adding enormous amounts of material to the magnetosphere in comparison to natural levels of particulate matter," says Solter. "Due to the conductive nature of the satellite debris, this may perturb or change things." | „Przemysł kosmiczny wprowadza przeogromne ilości materiału do magnetosfery, w porównaniu z naturalnymi poziomami cząstek stałych [pyłu zawieszonego]” – mówi Solter. „Satelitarne śmieci są materiałami przewodzącymi, i z tego powodu mogą coś zaburzyć lub zmienić”. |
There is already evidence of this process in action. A 2023 study by researchers using a high-altitude NASA aircraft found that 10% of aerosols in the stratosphere contain aluminum and other metals from disintegrating satellites and rocket stages. These particles are drifting down from "the ablation zone" 70 to 80 km above Earth's surface where meteors and satellites burn up. | Istnieją dowody, że taki proces już zachodzi [ma już miejsce]. W 2023 r. naukowcy przeprowadzili badanie z wykorzystaniem wysokościowego samolotu NASA, które wykazało, że 10% aerozoli znajdujących się w stratosferze zawiera aluminium i inne metale pochodzące z rozpadu satelitów i faz podziału rakiet. Takie cząsteczki dryfują w stronę Ziemi ze „strefy ablacji” znajdującej się na wysokości od 70 do 80 km nad powierzchnią planety, gdzie meteory [meteoryty] i satelity ulegają spaleniu. |
Solter decided to look for changes in the electrical properties of the ablation zone - and she found something. A NASA model of the upper atmosphere shows a sharp increase in the "Debye Length" just where satellites break apart when they deorbit: | Solter zdecydowała się poszukać zmian w elektrycznych właściwościach strefy ablacji, i faktycznie coś znalazła. Stworzony przez NASA model górnej atmosfery, pokazuje gwałtowny [ostry] wzrost na „długości Debye’a”, czyli dokładnie tam, gdzie satelity rozpadają się, kiedy wypadają ze swojej orbity: |
"Debye Length" is a number that tells researchers how far an unbalanced electrical charge can be felt in conducting plasmas. The fact that it changes abruptly in the same place satellites disintegrate may be significant. | „Długość [Promień] Debye’a oznacza liczbę [odległość], która informuje naukowców o tym, jak daleko niezrównoważony ładunek elektryczny może być odczuwany w plazmach przewodzących. Duże znaczenie może mieć sam fakt odnotowania takich gwałtownych zmian w tym samym miejscu, gdzie rozpadają się satelity. |
Extrapolating into the future, Solter worries that satellite debris could weaken Earth's magnetic field--the same magnetic field that protects us from cosmic rays and solar storms. | Szacując możliwe przyszłe skutki tego procesu, Solter martwi się, że satelitarne śmieci mogłyby osłabić ziemskie pole magnetyczne, to samo, które chroni nas przed promieniowaniem kosmicznym i burzami słonecznymi. |
"It's a textbook undergraduate physics problem," she explains. "Suppose you put a conductive shell (satellite debris) around a spherical magnet (Earth). Outside the shell, the magnetic field goes to zero due to shielding effects. This is a highly simplified comparison, of course, but we might actually be doing this to our planet." | „To jest podręcznikowy problem z fizyki” – tłumaczy. „Załóżmy, że kładziesz powłokę przewodzącą (satelitarny śmieć) w pobliżu magnesu sferycznego (Ziemi). Na zewnątrz powłoki pole magnetyczne spada do zera z powodu efektu ekranowania. To oczywiście bardzo uproszczone porównanie, ale możliwe, że nasze działania powodują taki rezultat na Ziemi [nasze działania mają taki wpływ na planetę].” |
Solter's preliminary study appears to show that the space industry is indeed perturbing the environment. "It is very concerning," she concludes. "We absolutely cannot dump endless amounts of conductive dust into the magnetosphere and not expect some kind of impact. Multidisciplinary studies of this pollution are urgently needed." | Wstępne opracowanie Soltery wydaje się pokazywać, że przemysł kosmiczny naprawdę zakłóca naturalne środowisko. „To jest bardzo niepokojące” – podsumowuje. „Absolutnie nie możemy zrzucać w magnetosferę [wrzucać do magnetosfery] nieskończonej ilości przewodzącego pyłu i [jednocześnie] spodziewać się, że nie będzie to miało na nią żadnego wpływu. Niezbędne są natychmiastowe [pilne], wielodziedzinowe badania tego zanieczyszczenia”. |
For more information, you can read Solter's original research here. | Więcej informacji – zapoznaj się tutaj z oryginalnym opracowaniem Soltery. |
Source & image: Spaceweather.com, retrieved on February 4, 2024 at https://spaceweather.com/archive.php?view=1&day=04&month=02&year=2024
2024 (C) Katarzyna Górnisiewicz, Obsidian Translations. All rights reserved.
