Уставшее от слежки Солнце раздуло земную атмосферу… и смахнуло с орбиты 600-килограммовый зонд NASA

Один из самых известных научных аппаратов NASA, изучавших опасную радиационную среду вокруг Земли, завершает путь неконтролируемым падением. Речь идет о спутнике Van Allen Probe A. На неделе аппарат должен войти в плотные слои атмосферы и в основном сгореть при спуске. Полного разрушения, впрочем, не гарантируют: NASA заранее предупредило, что отдельные элементы конструкции могут пережить нагрев и долететь до поверхности.

Сам аппарат весит около 1323 фунтов, то есть примерно 600 килограммов. По прогнозу Космических сил США, вход в атмосферу ожидался около 19:45 по североамериканскому восточному времени. Точно предсказать такие события почти невозможно. На скорость снижения влияют сразу несколько факторов: плотность верхних слоев атмосферы, солнечная активность и то, как именно меняется орбита спутника перед последними витками. Поэтому оценки сразу закладывают заметную погрешность, в данном случае плюс-минус 24 часа.

Для людей на Земле риск остается очень низким. NASA оценивает вероятность причинения вреда примерно как 1 случай на 4200. Причина не только в том, что большая часть аппарата обычно успевает сгореть. Даже если несколько обломков уцелеют, шанс попасть в населенный район невелик: океаны занимают около 71 процента поверхности планеты, и именно туда чаще всего падает подобный мусор.

Неконтролируемые входы спутников в атмосферу давно стали частью космической рутины. Европейское космическое агентство отмечает, что старые спутники, отработанные ступени ракет и другой орбитальный мусор возвращаются с орбиты почти ежедневно. В большинстве случаев процесс проходит незаметно для людей на Земле. Аппарат разрушается в атмосфере, а если что-то и долетает вниз, такие фрагменты редко представляют серьезную опасность.

История Van Allen Probe A заметно интереснее обычного схода с орбиты. Спутник запустили 30 августа 2012 года вместе с парным аппаратом Van Allen Probe B. Оба входили в программу Living With a Star, в рамках которой NASA изучает, как солнечная активность влияет на околоземное пространство. Главная задача миссии - исследование радиационных поясов Земли, областей, где магнитное поле удерживает огромное количество высокоэнергетических частиц.

Такие пояса окружают Землю и по форме напоминают гигантские бублики. Их часто называют естественным щитом планеты. Сравнение неслучайно. Радиационные пояса перехватывают часть потока энергичных частиц, связанных с солнечными бурями и другими процессами в космосе. Без такой защиты околоземная среда была бы заметно опаснее для спутников, пилотируемых миссий и даже наземной инфраструктуры вроде энергосетей, которые могут страдать во время экстремальной космической погоды.

Именно поэтому NASA отправило аппараты не наблюдать пояса со стороны, а работать прямо внутри этой жесткой среды. Инженеры и ученые хотели понять, как формируются такие области, как меняется распределение частиц и насколько сильно на всю систему влияет Солнце. Изначально миссию рассчитывали всего на 2 года, но оба аппарата проработали значительно дольше. Вместо короткой научной кампании NASA получило почти 7 лет наблюдений.

За это время Van Allen Probes собрали большой массив данных о том, как ведут себя радиационные пояса при разной солнечной активности. Один из самых важных результатов - подтверждение, что в периоды особенно сильного воздействия Солнца вокруг Земли может ненадолго появляться 3-й радиационный пояс.

Работу аппаратов завершили в 2019 году. К тому моменту оба спутника исчерпали запас топлива и больше не могли надежно поддерживать ориентацию солнечных батарей на Солнце. Без правильного положения панелей аппарат теряет нормальное электропитание, а вместе с ним и возможность корректно функционировать.

После окончания миссии ожидалось, что спутники останутся на орбите еще довольно долго. Для Van Allen Probe A изначально называли срок примерно до 2034 года. Но расчеты пришлось пересмотреть. В последние годы Солнце ведет себя активнее, а усиление солнечной активности меняет состояние верхней атмосферы Земли. В такие периоды она как бы раздувается, пусть и на очень больших высотах, из-за чего сопротивление для низкоорбитальных объектов растет. Спутник начинает терять высоту быстрее.

Именно это дополнительное аэродинамическое торможение и ускорило сход Van Allen Probe A с орбиты. Его парный спутник Van Allen Probe B пока остается. По текущим оценкам, вход в атмосферу для него не ожидается как минимум до 2030 года.