来自维克拉姆·萨拉巴伊航天中心和印度空间科学技术研究所的研究人员分析了 4 年来的轨道记录，发现太阳活动增强的时期会加速空间碎片重新进入地球大气层。这项研究发表在《天文学和空间科学前沿》杂志上，在近 40 年的时间里跟踪了 17 个空间物体，跨越了连续 4 个太阳周期。这一发现在近地轨道面临卫星和不活动物体日益拥挤的情况下具有重要意义。
研究人员的分析表明，太阳在清理近地轨道方面发挥的作用比之前认为的更为重要。之前的工作已将轨道衰变与太阳条件的变化联系起来，但这项创新研究的重点是碎片的长期行为而不是短期运行。极紫外辐射 (EUV) 已成为研究中发现的最强效应器。
观察周期和观察对象的选择
研究人员从北美防空司令部 (NORAD) 维护的太空轨道目录中抽取了 95 个候选天体。在将样本范围缩小到适合扩展分析的碎片后，他们选择了 17 个物体进行详细监测。其中包括 Explorer 7，它是目录中最古老的记录之一，编号为 22。
选择碎片而不是活跃卫星是经过深思熟虑的。碎片为研究自然轨道衰变提供了一种更可靠的方法，因为工作中的卫星通常通过机载系统抵消大气影响。这使得科学家能够隔离太阳变化对再入过程的直接影响。
太阳周期如何影响轨道
太阳活动周期是太阳活动变化的周期，大约每 11 年从一个最大值发生到下一个最大值。在活跃阶段，太阳黑子的数量增加，太阳辐射加剧，从而扩大了地球的高层大气。这种膨胀增加了大气对轨道碎片的阻力。
观测周期涵盖了第22、23、24个太阳周期，并达到了第25个周期。研究人员跟踪了每个周期如何影响17个选定天体的轨迹。数据揭示了一个持久的模式：在太阳活动高峰期间，轨道衰变显着加速。
极紫外辐射为主要机制
极紫外辐射（EUV）是加速轨道衰变的主要效应器。尽管人们早已认识到太阳活动对卫星阻力的影响，但其在空间碎片轨道退化中的长期作用仍未得到充分探索。这项研究以前所未有的精度量化了这种关系。
研究人员观察到，极紫外辐射加热了热层上部，导致大气层显着膨胀。这种膨胀增加了碎片的空气动力阻力，加速了其下落。在分析的 4 个太阳周期中，EUV 辐射峰值与加速再入速率之间的相关性是一致的。
对太空未来的影响
近 40 年来收集的数据为了解轨道碎片的长期动态奠定了坚实的基础。太空领域的快速扩张和空间碎片数量的指数增长使得了解驱动轨道衰变的因素变得至关重要。商业卫星、旧任务产生的碎片以及轨道碰撞产生的碎片增加了碎片级联的风险。
研究表明，太阳的影响为近地轨道提供了一种自然的清洁机制。然而，这个过程取决于太阳周期并且不可控。了解这种关系可以让航天机构对轨道上碎片的持久性做出更准确的预测。
研究数据和方法
- 17个受监测的空间物体
- 分析周期：近40年
- 分析的太阳周期：22、23、24 和 25
- 数据来源：NORAD 空间轨道目录
- 已确定的主要机制：极紫外线辐射
- 太阳活动周期间隔：大约11年一次