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Elétrons ‘relativísticos’ de alta energia – os chamados elétrons “assassinos” – são uma importante fonte de dano de radiação aos satélites e, portanto, entender seus padrões de atividade é crucial. Explosões de partículas carregadas e campos magnéticos do Sol podem abrir o campo magnético da Terra, dando origem a tempestades geomagnéticas. Durante esses eventos, o número de elétrons assassinos no cinturão de radiação externo pode aumentar em ordens de magnitude e se tornar um risco significativo do clima espacial.
O Dr. Nigel Meredith, da BAS, liderou uma equipe internacional que analisou 20 anos de dados de um satélite GPS dos EUA para determinar os níveis de eventos de 1 em 10, 1 em 50 e 1 em 100 anos. Um evento de 1 em 100 anos é um evento de tamanho que será igualado ou excedido em média uma vez a cada 100 anos.
Operadoras de satélite, fabricantes, seguradoras e governos precisam se preparar e mitigar os riscos apresentados por esses elétrons. A sociedade depende cada vez mais de satélites para uma variedade de aplicações, incluindo comunicação, navegação, observação da Terra e defesa. Em abril de 2022, havia 5.465 satélites operacionais na órbita da Terra, e a maioria está exposta a elétrons energéticos em pelo menos parte de sua órbita. Em 2021, a economia espacial global gerou receitas de US$ 386 bilhões, um aumento de quatro por cento em relação ao ano anterior.
Nigel Meredith, cientista do clima espacial e principal autor do estudo, diz:
“Os níveis de eventos de 1 em 100 anos relatados neste estudo são importantes para a indústria e o governo. Eles servem como referência para comparar outros eventos climáticos espaciais extremos e avaliar o impacto potencial de um evento extremo.”
Essas descobertas são de vital importância para a indústria de satélites, pois engenheiros e operadores exigem estimativas realistas dos maiores fluxos de elétrons encontrados na órbita do GPS para se preparar para os impactos desses eventos extremos e melhorar a resiliência de futuros satélites. As descobertas são essenciais para as seguradoras de satélite para ajudá-las a garantir que as operadoras de satélite estejam fazendo tudo o que podem para reduzir o risco e avaliar cenários realistas de desastres.
A diferença entre o evento de 1 em 10 anos e 1 em 100 anos varia dependendo da energia dos elétrons e da distância da Terra. Essas diferenças são maiores nas energias mais altas mais distantes do planeta, variando entre um fator de 3 e 10 para algumas das energias de elétrons mais altas a mais de 35.000 km da superfície da Terra. Esses aumentos substanciais podem representar um risco adicional significativo para os satélites que operam nesta região.
Como o clima em nosso planeta, o clima espacial pode variar muito em minutos, dias, estações e no ciclo solar de 11 anos. Os pesquisadores descobriram que a maioria desses eventos de elétrons assassinos ocorreu durante as fases de declínio do ciclo solar – visto duas vezes durante o período de 20 anos que estudaram – mas o maior evento ocorreu em outro lugar, mostrando que eventos extremos podem acontecer a qualquer momento.
O clima espacial severo foi adicionado ao Registro Nacional de Riscos de Emergências Civis do Reino Unido em 2011. Os impactos do clima espacial nos satélites podem variar de interrupções momentâneas de serviço à perda total de recursos. Em 2003, uma grande tempestade causou anomalias em 47 satélites, mais de 10 ficaram fora de ação por mais de um dia e um foi totalmente perdido.
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