М. Ахаван-Тафти и др.
Когда на Солнце происходят вспышки, например солнечные вспышки или гигантские извержения заряженного газа, называемые выбросами корональной массы (CME), это угрожает здоровью и безопасности космонавтов и спутников в космосе. Такие события также посылают невидимые ударные волны, которые могут нарушить работу электросетей и средств связи на Земле. Эти ударные волны создают особые радиосигналы, которые можно обнаружить с земли с помощью простых радиоантенн.
Космический эксперимент Sun Radio Interferometer Space Experiment (SunRISE)
Космическая миссия SunRISE включает в себя группу из шести CubeSats размером с тостер, которые будут работать вместе для изучения солнечной активности, наблюдая за низкочастотным радиоизлучением. Это позволит учёным лучше понять, как Солнце способно генерировать интенсивные космические погодные бури, которые могут быть опасны для земных технологий.
Проект SunRISE Ground Radio Lab (GRL) — это инициатива, поддерживаемая NASA, возглавляемая Мичиганским университетом. В рамках проекта к участию привлекаются школьники из разных уголков США. Они получают бесплатные радиоприёмники для мониторинга радиоизлучения Солнца и помощи в предупреждении о приближающихся штормах.
Зачем нужны солнечные радиовсплески?
Солнечные радиовсплески (SBR) — это естественные «передачи» от нашего ближайшего светила, часто связанные с бурной активностью. Различные типы всплесков рассказывают нам о разных солнечных событиях. В частности, всплески типа II возникают, когда ударная волна от CME проносится через внешнюю атмосферу Солнца, ускоряя частицы до высоких скоростей.
Отслеживая эти сигналы, учёные могут оценить скорость движения ударной волны, её мощность и даже поведение магнитного поля Солнца в невидимых нам областях. Эта информация имеет решающее значение для прогнозирования того, когда возмущения могут достичь Земли и потенциально вызвать сбои в наших технологиях.
Общенациональная антенная сеть
Программа SunRISE GRL распространила простые дуальные дипольные радиоантенны в 18 средних школах по всей стране, от небольших городов в Мичигане до школ во Флориде и Пуэрто-Рико. Школьники учатся собирать, калибровать и управлять этими антеннами, а затем загружают свои наблюдения в растущую базу данных.
Реальная космическая погода в действии
В апреле 2024 года мощный CME послал ударные волны через Солнце и к Земле. Антенны SunRISE GRL в Мичигане зафиксировали соответствующий всплеск радиоизлучения II типа в нескольких школах. Оказалось, что эти наземные наблюдения совпали с данными спутника, который также зафиксировал подобные сигналы. Сравнивая данные из разных мест и частот, команда смогла оценить скорость и мощность ударной волны CME. Это событие было связано с умеренной геомагнитной бурей, и данные, собранные учащимися, помогли подтвердить официальные предупреждения.
Наука и влияние
Предварительные результаты программы SunRISE GRL показывают, что школьные радиоантенны зафиксировали начало солнечных бурь за 48 часов до того, как их воздействие достигло Земли. Параметры, измеренные учащимися, включая скорость дрейфа частот радиовсплесков и силу радиосигналов, использовались для моделирования скорости и силы солнечных ударов и магнитного поля Солнца.
Чтобы узнать больше, пожалуйста, посетите наше исследование под названием «SunRISE Ground Radio Lab: мониторинг солнечных радиовсплесков с помощью обширной сети антенн в средних школах по всей стране», опубликованное в журнале Earth and Space Science.
Все данные собраны в общедоступный каталог, к которому учёные и студенты по всему миру могут получить доступ и использовать для дальнейших исследований или прогнозирования космической погоды.
Выводы
Программа SunRISE GRL сочетает традиционное обучение и практические занятия по науке NASA, давая старшеклассникам возможность внести значимый вклад в наше понимание Солнца. С такими событиями, как CME 2024 года и продолжающейся солнечной активностью, проект продолжает показывать, что с помощью простой, но обширной сети радиоантенн и некоторого любопытства школьники могут помочь следить за космической погодой и защитить нашу планету.
Если ваша школа заинтересована в участии, посетите веб-сайт SunRISE GRL.
Дополнительная информация
Для получения дополнительной информации о космической миссии SunRISE и образовательных материалах посетите страницу проекта SunRISE GRL.
Ссылки
Akhavan‐Tafti, M., Soni, S.L., Higgins, C., Fung, S., Lepri, S., Lux, J., Lazio, J. and Romero‐Wolf, A., 2025. SunRISE ground radio lab: Monitoring solar radio bursts with an expansive array of antennae at high schools nationwide. Earth and Space Science, 12(6), p.e2024EA004114. https://doi.org/10.1029/2024EA004114
Это исследование основано на работе, спонсируемой NASA и выполненной в Инженерном колледже Мичиганского университета. Для получения подробной информации или участия свяжитесь с нами через страницу контактов SunRISE GRL.