Новая оптическая система поможет защитить коммуникации от солнечного ветра, космических лучей и магнитных бурь - «Наука и технологии»

Новая оптическая система, в основе которой лежат принципы строения глаз омаров, может обнаруживать явления, связанные с "космической погодой". Эти явления являются причиной возникновения магнитных бурь и других процессов, которые могут нарушить работу космических коммуникационных систем, элементы энергетической, коммуникационной и информационной инфраструктуры на поверхности Земли. Спутники, вооруженные такой оптикой, вскоре могут отправиться в космическое пространство, благодаря сотрудничеству специалистов Европейского космического агентства и китайской Академии наук.

Солнечный ветер - это поток электрически заряженных частиц, который постоянно испускается Солнцем в космическое пространство. Эти потоки, содержащие значительное количество ионов тяжелых элементов, сталкиваясь с облаками электрически нейтрального газа, оставшегося после прохождения комет, создают "мягкое" рентгеновское излучение с уровнем энергии от 100 эВ до 10 КэВ. Именно это излучение может вмешиваться в работу электроники, коммуникационных систем и вызывать проблемы в энергетических сетях.

В основу оптической системы легли расчетные данные, полученные в ходе моделирования, проведенного Томом Кравеном (Tom Craven) и Иной Робертсон (Ina Robertson), ученые из Канзасского университета. Эти данные помогли разработать оптические элементы, способные фокусировать мягкие рентгеновские лучи и имеющие достаточно большой угол охвата. Такие оптические элементы позволят исследователям наблюдать события и явления, происходящие в магнитосфере Земли в моменты, когда частицы солнечного ветра начинают взаимодействовать с верхними разреженными слоями атмосферы планеты, создавая потоки рентгеновского излучения.

Собственно оптические элементы были разработаны и изготовлены учеными из Лестерского университета (Leicester University and Photonis), Франция. Рентгеновская оптика состоит из своего рода сферической линзы, радиусом 75 сантиметров, материал которой пронизан множеством квадратных стеклянных "пор", длина стороны которых равна 20 микронам. "Это в точности подражает строению оптической системы глаз омаров и некоторых других подобных существ" - рассказывает Майкл Коллир (Michael Collier), ученый-астрофизик из Центра космических полетов НАСА имени Годдарда (NASA Goddard Space Flight Centre).

"Наличие такой оптической системы у специализированных космических аппаратов сделает нас еще на один шаг ближе к пониманию процессов взаимодействия магнитосферы и солнечного ветра" - рассказывает Майкл Коллир, - "Поскольку вся энергия, питающая опасные для людей процессы, приносится солнечным ветром, способность отслеживать этот ветер поможет нам вовремя принять меры и защитить наши космические активы, в частности, коммуникационные спутники, находящиеся на геосинхронной орбите".

В настоящее время опытные образцы рентгеновской оптики устанавливаются на микроспутнике стандарта CubeSat, а миссия, в рамках которой эти спутники отправятся в космос, будет иметь название Solar Wind Magnetosphere Ionosphere Link Explorer (SMILE). Согласно планам ЕКА и китайской Академии наук запуск этой миссии должен быть произведен в 2021 году и изображения, передаваемые на Землю этими спутниками, позволят ученым "получить изображения глобальных потоков солнечного ветра и процессов его взаимодействия с магнитосферой планеты".