Body text
Elektrostatische (ont)lading van satellieten
In periodes van verhoogde zonneactiviteit kunnen elektronen die gevangen zitten in de buitenste stralingsgordel rondom de aarde versneld worden tot hoge energieën (>1 MeV). Dit door middel van snelle zonnewinden afkomstig uit coronale gaten en interplanetaire coronale massa-ejecties (CME's).
Bij deze energieën kunnen elektronen gemakkelijk de buitenkant van een satelliet penetreren, alsook de beschermende laag van satellietcomponenten. Eenmaal doorgedrongen in het materiaal (bijv. geïsoleerde polymeren, glas, ...) bouwen de elektronen langzaam (over een periode van uren tot dagen) ladingen op die kunnen leiden tot hoge spanningen en die het materiaal kunnen afbreken door middel van elektrostatische ontladingen, oftewel ESD’s (Electrostatic Discharge).
ESD's kunnen permanente veranderingen in materiaaleigenschappen teweegbrengen, verstoringen in belangrijke apparaten veroorzaken en zelfs de voortgang van een ruimtemissie in gedrang brengen.
Een prototype-ruimteweersdienst
Door een code die elektrostatische ladingen modelleert te koppelen aan observaties en simulaties van de elektronenstralingsomgeving in de buitenste gordel, kunnen risico-inschattingen worden gemaakt voor ESD's aan boord van satellieten die zich door de geladen omgeving bewegen. Verder kunnen simulaties worden uitgevoerd voor verschillende combinaties van eenvoudige afschermingsgeometrieën, diverse materialen en verschillende elektrische aardingsconfiguraties.
De ruimteweergroep bij het BIRA heeft deze prototypedienst ontwikkeld ter ondersteuning van satellietoperatoren. Ze levert dagelijkse voorspellingen en gegevens over ladingsrisico’s in geostationaire banen. De dienst is beschikbaar ter demonstratie in ESA’s Space Weather Service Network for demonstration.
Op 10 mei 2024 werd een reeks CME's door de zon richting de aarde gelanceerd, wat leidde tot een krachtige geomagnetische storm.
Dankbetuigingen
Dit werk werd uitgevoerd in het kader van het ESA Space Safety Programme - Space Weather Service Network Development and Pre-Operation (part 1), ondersteund onder ESA-contractnummer 4000134036/21/D/MRP.
