Güneş Etkinliği ve Uzay Radyasyonu Etrafı
Güneş’in etkinliği, Güneş’teki zamana ve konuma göre değişir, aynı zamanda güneş asgari ve maksimum düzeylerine bölünebilen 11 yıllık döngü ile karakterize edilir. Güneş kirleri ve güneş radyo akışı gibi öteki güneş endeksleri, güneş etkinliği döngüsünün ana göstergeleri olarak görülür. Üzerinde fotosferik parlak arka tasarıya karşı koyu kirler olarak görülen geçici olgudur. Son iki yüzyılda yapılan […]
Güneş’in etkinliği, Güneş’teki zamana ve konuma göre değişir, aynı zamanda güneş asgari ve maksimum düzeylerine bölünebilen 11 yıllık döngü ile karakterize edilir. Güneş kirleri ve güneş radyo akışı gibi öteki güneş endeksleri, güneş etkinliği döngüsünün ana göstergeleri olarak görülür. Üzerinde fotosferik parlak arka tasarıya karşı koyu kirler olarak görülen geçici olgudur. Son iki yüzyılda yapılan gözlemler, güneş kirlerinin sayısının periyodik olarak değiştiğini ve yaklaşık her 11 yılda bir asgariden maksimuma doğru hareket ettiğini göstermiştir. En son güneş döngüsü döngü 24 2014 yılı civarında zirveye erişmiştir. Güneş etkinliği düşüşte olduğundan 2019 yılının sonlarında veya 2020’de asgariye erişmesi öngörülmüş, ancak güneş maksimumunun 2023 ile 2026 arasında reelleşmesi bilave edilmektedir.
Güneş maksimum sırasında uzay etrafını etkileyen güneş parçacığı olaylarına ve jeomanyetik kasırgalara neden olan yüksek süratli güneş rüzgâr akımları, güneş patlamaları ve koronal kitle püskürtmeleri gibi güneş enerjisi olayları daha sık görülür. Bu sebeple, döngünün bu düzeyinde atmosfer ve hava bazlı teknoloji üzerindeki tesirlerinin, eksilen veya asgari düzeyden daha yüksek olması bilave edilir. Güneş olayları ve ilişkili olgular, uzaydan gelen galaktik kozmik ışına ek olarak, uzay radyasyon etrafını oluşturan yakın uzayda hapsolmuş ve geçici zinde parçacıklara katkıda bulunur.
Yakalanan Parçacıklar
Güneş rüzgârından gelen yüklü parçacıklar Dünya’nın manyetik alanıyla karşılaştığında ve etkileşime girdiğinde, onu güneşe doğru sıkıştırarak manyetosferi oluşturur. Bu senaryo, yay şoku olarak bilinen süpersonik bir şok dalgası yaratır. Güneş rüzgârı, iç manyetosferin gece tarafını çeker ve bu uzantı, manyeto kuyruk olarak bilinir. Manyetosfer, yüklü parçacıklar tarafından devamlı olarak bombardımana yakalanmasına karşın, yön değiştirirler ve bölgeye kolayca giremezler. Ancak, bazı parçacıklar kutup bölgesinden girerler ve Dünya’nın manyetik alanında hapsolurlar. Kapana kısılmış parçacıklar, Van Allen radyasyon kuşakları olarak adlandırılan Dünyayı çevreleyen iki ulusa biçimindeki manyetik halkadan biltihapta bulunur. İç kuşak, 10 mega elektron voltajı aşan enerjilere sahip oldukça kararlı bir proton popülasyonu ve dış kuşak temel olarak 10 mega elektron volta kadar enerjili elektronları kapsar.
Kemerleri oluşturan yüklü parçacıklar, Dünya’nın manyetik kuvvet çizgileri boyunca gezerler. Bu kuvvet çizgilerinin ekvatorun üstündeki alandan Kuzey Kutbu’na, Güney Kutbu’na kadar uzandığı ve daha sonra Ekvator’a geri döndüğü bilinmektedir. İç Van Allen kuşağının, Brezilya kıyılarının sarihlerinde güney Atlantik Okyanusu üzerinde atmosferin üst bölgesine yaklaşık 200 kilometre kadar inen bir kısmı vardır ve bu bölge, Güney Atlantik Anomalisi olarak bilinir. Meyil, Dünya’nın manyetik aksının dönme aksından yaklaşık 11 ° meyilli olmasından kaynaklanır ve manyetik alanın merkezi, Dünya’nın coğrafi merkezinden 280 mil uzaktadır. Uzay uçuşu görevleri sırasında maruz kalınan radyasyona maruz kalmanın en büyük kısmı Güney Atlantik Anomalisinden geçişten kaynaklanmıştır. Düşük meyilli uçuşlar tipik olarak Güney Atlantik Anomalisinin bir bvefatını günde altı veya yedi defaya kadar kat eder.
Geçici Parçacıklar
Geçici parçacıklar veya radyasyon civarları, seyyareler arası ve Dünya’ya yakın uzay bölgelerindeki güneş rüzgârı, güneş patlamaları, koronal kitle püskürtmeler ve galaktik kozmik radyasyon gibi güneş olaylarından kaynaklanan parçacıklardan oluşur. Ayrıca Güneş rüzgârı, dışarıdan monte edilmiş uzay taşıtı bileşenlerini ehemmiyetli miktarda etkileyebilen, oranla düşük enerjili elektronlardan ve protonlardan oluşur. Güneş patlamaları ayrıca genel iyonlaştırıcı radyasyon seviyesine ehemmiyetli bir katkıda bulunur. Bir güneş patlaması, seyyareler arası uzayda parlamanın doruğundan 30 dakika sonra Dünya’ya ulaşabilen zinde parçacıkları veya protonları yayabilir ve hızlandırabilir.
Koronal kitle püskürtmeler güneş rüzgârına yayılabilir ve şokları tetikleyebilir, bu da güneş enerjili parçacıkları süratlendirir ve ayrıca heliosfere giren galaktik kozmik ışınları saptırır. Koronal kitle püskürtmeleri, jeomanyetik kasırgalara ve öteki ilişkili olaylara neden olarak, uydu sistemlerini etkileyebilecek jeo uzay etrafında negatif neticelerle birlikte büyük ölçekli rahatsızlıklara yol açabilir.
Galaktik Kozmik Radyasyon
Galaktik kozmik radyasyonlar doğrudan Güneşe bağlı olmadıklarından güneş sisteminin dışından kazançlar. Galaktik kozmik ışınları, tek bir protondan bir uranyum çekirdeğine kadar değişen iyonize atomlardan oluşur. Bu parçacıkların akı seviyesi çok düşüktür. Buna rağmen, ışık süratine çok yakın bir süratte hareket ettikleri ve bir kısmı demir gibi çok ağır elementlerden oluştuğu için maddeden geçerken yoğun iyonlaşma üretirler. Kozmik ışınların enerjisi genellikle mega elektron volt veya giga elektron volt birimlerinde ölçülür. Çoğu galaktik kozmik ışınlarının 100 mega elektron volt ile 10 giga elektron volt arasında enerjileri vardır. Kozmik ışınlar, esasen periyodik tablodaki tüm elementleri kapsar, yani yaklaşık % 85 proton, % 14 alfa parçacığı ve % 1 ağır çekirdek.
Dünyanın manyetik alanı, öncelikle meyle ve ikincil olarak yüksekliğe bağlı olarak hem kozmik hem de güneş parçacıklarına karşı natürel koruma sağlar. Meyil kutup bölgelerine doğru oraya eriştiğinde, bir uydu jeomanyetik alan çizgilerinin gözetmesinin dışındadır. Kutupsal yörüngelerde çökeltici elektronlar olarak bilinen yoğun zinde elektron akışları, manyetik alan çizgileri boyunca yayılarak aurorayı oluşturur ve yükseklik çoğaldıkça, bu parçacıklara maruz kalma giderek çoğalır.
Uzay Radyasyon Civarının Dünya Yakınındaki Uyduların Çalışmasına Tesiri
Uzay radyasyon civarının devingenlerinin ve alakalı tesirlerin anlaşılması, uyduların çalışacak biçimde planlandığı iyonosferik plazma etrafında uydu tasarımı ve çalışması için kritik ehemmiyete sahiptir. Bununla birlikte uzay havası veya uzay radyasyon etrafı ile ilişkili, uydu anormalliklerine dair belgelenmiş hadiseler veya deliller vardır. Lucci ve ekibi tarafından uzay taşıtı anormalliklerinin büyük bir kısmı ile uzay hava vaziyeti bozulmaları arasındaki bağlantı ölçülerek doğrulanmıştır. 1971 ile 1994 yılları arası yani 23 yıllık bir vakit içinde, değişik yörüngelerdeki 220 uydu tarafından kaydedilen yaklaşık 5700 anormallikten oluşan geniş bir veritabanı derlenmiştir. Bu derleme bulguları, çok yoğun akıların, uydular tarafından yüksek irtifada ve yakın kutup yörüngelerde kaydedilen anormalliklerle ve çok daha ufak miktarda da sabit yörüngelerdeki anormalliklerle bağlantılıdır.
Ayrıca zinde elektron akıları> 10 8 cm yüksek olduğu bildirilmiştir. -2 d -1 sr -1 uydu anomalileri jeostasyoner ve düşük yükseklikte meydana gelen günlerde Geostationary Operasyonel Etraf Uydular GOES olarak kabul edilir. 22 ve 23 Mart 1991 yılında, şiddetli jeomanyetik kasırgalarla sonuçlanan yoğun bir güneş olayı meydana gelmiştir. Yüksek enerjili güneş radyasyonuna sahip bu güçlü güneş patlaması olayı, GOES-6 ve -7 uydularında yüksek enlem noktadan noktaya bağlantıda kesintiye ve güneş oturumu bozulmasına neden olmuştur. Ayrıca GOES-7’nin 3 yıla kadar bilave edilen ömrünü eksilttiği varsayım edilmektedir. Olay sırasında, yüksek enerjili güneş parçacıkları, uzay vasıtaları tarafından kaydedilen tek olaylı bozulmaların sıklığını da artırmıştır. GOES-6 ve -7 dâhil olmak üzere altı taneye kadar sabit uydu, izleme ve bilgi aktarma uydusu -1, olayın ana düzeyinde yaklaşık 37 bildirilen tek olaylı çökme olayına sahiptir.
Eylül 2009 yılında, Güney Afrika‘daki SumbandilaSat’ın düşük Dünya yörüngesinde, fırlatılmasından kısa bir vakit sonra radyasyona bağlı bir efor dağıtım arızası yaşadığı, bunun Z ve Y dingili çarkını kalıcı olarak çalışmaz hale getirdiği bildirilmiştir. Bununla birlikte, uydu, tamamen başarısız olduğu 25 Ağustos 2011 tarihine kadar bir teknoloji göstericisi olarak çalışmaya devam etmiştir. Başarısızlığı yine, uydunun yerleşik bilgisayarının yer istasyonundan gelen komutlara yabide vermeyi durdurmasına neden olan güneş kasırgasına atfedilmiştir. 5 Nisan 2010 yılında, Galaxy 15 uzay taşıtının jeosenkron irtifalarda rastgele bir yer komutuna yabide vermeyi durdurmasına neden olan bir anormallik yaşadığı bildirilmiştir. Arıza, uzay taşıtı temel byemin bağlantı bkocamanımı içindeki sahada programlanabilir kapı dizisinin kilitlenmesine yol açan yerleşik bir elektrostatik boşalmaya neden olduğu bildirilmiştir. Uzay taşıtının alt fırtına enjekte edilen zinde parçacıklarla etkileşimi, uzay taşıtı yüzey ve derin dielektrik şarjı yaşadıktan sonra elektrostatik boşalmaya neden olmuştur. Uzay havasına atfedilen öteki birçok uydu anomalisi ve kayıp hadisesinin kısa bir dokümantasyonu birkaç literatürde bulunmaktadır.
Kaynakça:
nap.edu/read/11760/chapter/4
nasa.gov/sites/default/files/atoms/files/nasa_space_radiation_ebook_0.pdf
Yazar: Özlem Güvenç Ağaoğlu