Den australiensiska rymdvädersatelliten CUAVA-1 sattes ut i omloppsbana från den internationella rymdstationen på onsdagskvällen. Skjuts upp till rymdstationen i augusti ombord på en SpaceX-raket, ett huvudfokus för denna skokartongsstora CubeSat är att studera vad strålning från solen gör med jordens atmosfär och elektroniska enheter.

Rymdväder som solutbrott och förändringar i solvinden påverkar jordens jonosfär (ett lager av laddade partiklar i den övre atmosfären). Detta har i sin tur en inverkan på långdistansradiokommunikation och vissa satelliters omloppsbanor, samt skapa fluktuationer i det elektromagnetiska fältet som kan orsaka förödelse med elektronik i rymden och ner till marken.

Den nya satelliten är den första designad och byggd av Australian Research Council Training Center for Cubesats, UAV, och deras applikationer (eller CUAVA för kort). Den bär nyttolaster och teknikdemonstratorer byggda av medarbetare från University of Sydney, Macquarie University, och UNSW-Sydney.

Ett av CUAVA-1:s mål är att hjälpa till att förbättra rymdväderprognoser, som för närvarande är mycket begränsade. Förutom dess vetenskapliga uppdrag, CUAVA-1 representerar också ett steg mot Australian Space Agencys mål att växa den lokala rymdindustrin med 20, 000 jobb fram till 2030.

Satelliter och rymdväder

Medan Australian Space Agency bildades först 2018, Australien har en lång historia inom satellitforskning. År 2002, till exempel, FedSat var en av de första satelliterna i världen som hade en GPS-mottagare ombord.

Rymdbaserade GPS-mottagare gör det idag möjligt att rutinmässigt mäta atmosfären över hela världen för väderövervakning och förutsägelse. Bureau of Meteorology och andra väderprognosbyråer förlitar sig på rymdbaserade GPS-data i sina prognoser.

Rymdbaserade GPS-mottagare gör det också möjligt att övervaka jordens jonosfär. Från höjder på cirka 80 km till 1, 000 km, detta skikt av atmosfären övergår från en gas av oladdade atomer och molekyler till en gas av laddade partiklar, både elektroner och joner. (En gas av laddade partiklar kallas också plasma.)

Jonosfären är platsen för de vackra norrskensskärmarna som är vanliga på höga breddgrader under måttliga geomagnetiska stormar, eller "dåligt rymdväder, "men det finns mycket mer i det.

Jonosfären kan orsaka svårigheter för satellitpositionering och navigering, men det är också användbart ibland, som när markbaserad radar och radiosignaler kan studsas av den för att skanna eller kommunicera över horisonten.

Varför rymdväder är så svårt att förutsäga

Att förstå jonosfären är en viktig del av operativ rymdväderprognoser. Vi vet att jonosfären blir mycket oregelbunden under kraftiga geomagnetiska stormar. Den stör radiosignaler som passerar genom den, och skapar överspänningar av elektrisk ström i elnät och rörledningar.

Under kraftiga geomagnetiska stormar, en stor mängd energi dumpas i jordens övre atmosfär nära nord- och sydpolen, samtidigt som de ändrar strömmar och flöden i den ekvatoriala jonosfären.

Denna energi försvinner genom systemet, orsakar omfattande förändringar i den övre atmosfären och förändrar vindmönster på hög höjd ovanför ekvatorn timmar senare.

I kontrast, Röntgenstrålar och UV-strålning från solflammor värmer direkt upp atmosfären (ovanför ozonskiktet) ovanför ekvatorn och mellanbreddgraderna. Dessa förändringar påverkar mängden motstånd som upplevs i låg omloppsbana om jorden, vilket gör det svårt att förutsäga satelliternas och rymdskrotets vägar.

Även utanför geomagnetiska stormar, there are "quiet-time" disturbances that affect GPS and other electronic systems.

För närvarande, we can't make accurate predictions of bad space weather beyond about three days ahead. And the flow-on effects of bad space weather on the Earth's upper atmosphere, including GPS and communication disturbances and changes in satellite drag, are even harder to forecast ahead of time.

Som ett resultat, most space weather prediction agencies are restricted to "nowcasting":observing the current state of space weather and projecting for the next few hours.

It will take a lot more science to understand the connection between the Sun and the Earth, how energy from the Sun dissipates through the Earth system, and how these system changes influence the technology we increasingly rely on for everyday life.

This means more research and more satellites, especially for the equatorial to mid-latitudes relevant to Australians (and indeed most people on Earth). We hope CUAVA-1 is a step towards a constellation of Australian space weather satellites that will play a key role in future space weather forecasting.

Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln.