Americký miliardář Elon Musk před měsícem do kosmu vypustil dalších 49 raket ze svého projektu Starlink. Převážná většina z nich, konkrétně celých čtyřicet, pak za pár dní shořelo v atmosféře. Vizionářovu společnost SpaceX tohle neštěstí stálo 50 milionů dolarů a nemá je ani po kom požadovat – rakety jí zapálila geomagnetická bouře.
Tak se říká narušení zemského magnetického pole silným proudem nabitých částic, které rychle unikají z naší nejbližší hvězdy během silné erupce. Pokud k ní dojde, cákance žhavého plazmatu k Zemi naštěstí nedosáhnou, poryvy částic však ano, a proto plnou silou narazí do naší ionosféry. Tam spustí mnoho komplikovaných fyzikálních procesů majících za následek spektrum jevů od polární záře až po zmíněný pád družic.
Ionosféra zároveň umožňuje odraz krátkých rádiových vln, takže pokud je poškozena, brání komunikaci přístrojů se satelity a navigování družic. Obzvlášť silné erupce pak mohou na povrchu planety způsobit výpadky signálu či poškodit elektroniku. Koneckonců, v dílech sci-fi literatury a kinematografie podobné události způsobují blackouty, jež lidstvo během jediné noci přenesou do podmínek středověku.
Nic takového se naštěstí nestalo – tahle bouře ,jen‘ zhustila atmosféru, takže se zvýšil odpor satelitů, jež letěly v jejích horních vrstvách. Stroje to nevydržely, a tak jejich trpký konec v plamenech zachytily kamery nad Portorikem.
Nepřekonatelný odpor
Jelikož podobné komplikace vyjdou draho, snaží se vědci sluneční bouře už dlouho studovat. Činí tak ve snaze naučit se je přesněji předpovídat, jak napsal pro The Conversation asistent profesora mechaniky a leteckého inženýrství ze Západovirginské univerzity Piyush Mehta.
Sám Mehta je jedním z expertů, kteří se problémem zabývají. Ve svém bádání se odrazili od pozorování slunečního větru, což je stálý proud protonů, elektronů a dalších částic, jež Slunce neustále vyzařuje. Kdyby se mu napřímo vystavila jakákoli známá živá bytost, zabije ji. My pozemšťané máme však štěstí, že nás chrání magnetické pole planety, a tak nás vítr neohrožuje.
Při dopadu na Zem se částice v první fázi střetnou právě s magnetosférou, což je oblak plazmy složené z elektronů a iontů, který obaluje atmosféru jako takovou. Částice jsou ovládány magnetickým pólem planety. Když sem dorazí sluneční vítr, předá oblaku svou hmotu i energii. Magnetosféra každý den absorbuje hybnost většiny částic. Nicméně občas se stane, že sluneční erupce jsou příliš silné, a tak určité procento částic plazmou pronikne a okolo pólů se snaží nacpat do zemské atmosféry. Pozorovatelé na Zemi to vnímají jako krásnou polární záři, družice na oběžné dráze však mají problém.
Částice totiž atmosféru zahřejí a ta jako každý jiný horký vzduch stoupne nahoru. To významně zvýší hustotu termosféry, což je vrstva horkého podnebí ve výškovém rozmezí asi 80 a 1000 kilometrů od povrchu planety. Právě tam se pohybují satelity – a vyšší hustota prostředí jim let komplikuje. Je to, jako kdyby se místo ve vodě pokoušely plavat v lepivém bahně. A přesně to potkalo satelity Starlink.
Blesky a bloudění
Rakety Falcon 9 Muskovy družice většinou vypouští přibližně 100 až 200 kilometrů vysoko, což je na satelity relativně málo. Pomocí vlastních palubních motorů pak pomalu vylétnou na finální úroveň 550 kilometrů nad zemí. Přitom musí překonávat odpor termosféry, což zvládají tak akorát. Proto pro ně setkání s geomagnetickou bouří na začátku cesty znamenalo příliš těžkou překážku. Motory je nedokázaly tlačit vzhůru skrz hustou hmotu, takže se družice obrátily a začaly pomalu padat, až nakonec v atmosféře shořely.
Odpor prostředí představuje však jen jedno z možných rizik, které na satelity číhají. Při střetu s poryvem slunečního větru totiž přestávají jejich běžné sluneční štíty stačit, částice jimi pronikají a hromadí se v elektronice přístrojů. Elektrony tam vytvoří napětí, které se potřebuje vybít – často to udělá vznikem malého blesku, jenž zařízení samozřejmě poškodí.
Pronikající částice mohou také způsobit chyby v elektronických systémech družic. Pokud v přístroji zkolabuje něco důležitého, může selhat celý satelit. Malé chyby v tomto ohledu jsou běžné a většinou se dají opravit. K celkovému kolapsu systému dochází zřídka, stát se to však může.
A v neposlední řadě – geomagnetické bouře mohou narušit rádiové spojení družice se Zemí. Na rádiové komunikaci závisí například většina navigačních systémů včetně GPS. Atmosféra určitým způsobem narušuje určování polohy vždycky, ale technici s tím pracují a umí zkreslení opravit pomocí vhodné kalibrace navigačních systémů.
Zanedbatelná škoda
Potíže nastanou, pokud na ionosféru, která je zhruba stejně vysoká jako termosféra, udeří bouře. V takovém přídě se v ní začne vlnění šířit úplně jinak, všechny kalibrace se posunou a systém určování polohy se v tu chvíli na Zemi plete o několik metrů. V mnoha průmyslových oborech, jako je letectví, námořní doprava, robotika, doprava, zemědělství, vojenství a další, může i tak drobná chyba určení polohy představovat nepříjemný problém. Totéž platí pro možné budoucí systémy autonomního řízení.
Satelity jsou zkrátka pro postmoderní lidstvo a udržení jeho životní úrovně naprosto klíčové, a proto se technici ve svém výzkumu čím dál víc zaměřují na možné způsoby jejich ochrany. Některá rizika lze eliminovat účinným stíněním nebo obalením elektroniky materiály, jež nepropustí částice. Jenže ani ten nejlepší úkryt před silnou bouří zcela nechrání.
Stejně jako se zdravím, je ale i v tomto případě nejdůležitější prevence. Schopnost přesně předpovídat bouře by umožnila včas vypnout elektroniku v satelitech, nebo je alespoň přeorientovat, aby byly lépe kryty. Ale zatímco modelování a předpovídání geomagnetických bouří se za posledních několik let výrazně zlepšilo, v praxi se vědci stále často pletou. Proto Musk jejich varování nepřikládal váhu.
NASA předpovídala že po výronu koronální hmoty nastane geomagnetická bouře „pravděpodobně“ den před nebo v den únorového startu Starlinku. Mise ale stejně pokračovala. Muska podle Fortune stojí každý start rakety Falcon 30 milionů dolarů. Nicméně vzhledem k tomu, že družic Starlink už má na orbitě 1469 (jiné zdroje hovoří i o dvou tisících) a celkem jich plánuje vyslat 30 tisíc, ho to zřejmě nijak zvlášť nebolí.
