A mindennapi életünket segítő műholdak biztonságos működése érdekében az Európai Űrügynökség (ESA) folyamatosan monitorozza a Föld körüli térségben zajló folyamatokat. Ezt a munkát segítik a soproni HUN-REN Földfizikai és Űrtudományi Kutatóintézet munkatársai által kifejlesztett űridőjárási adattermékek. A fejlesztésnek köszönhetően biztonságosabbá válhat a Földhöz közeli világűr az űripari szereplők számára. Ma már ugyanis fontos tudni, hogy mikor lesznek például napkitörések, mert azok tönkretehetik a műholdakat, akkor pedig nem lesz GPS-ünk vagy internetünk, illetve nem tudjuk használni a mobiltelefonunkat sem.

A Föld körüli térségben zajló, elsősorban a Nap által vezérelt folyamatokat nevezzük összefoglalóan űridőjárásnak. A HUN-REN Földfizikai és Űrtudományi Kutatóintézet űrkutatásért felelős igazgatóhelyettese az InfoRádióban elmondta: ennek a jelenségcsoportnak az intenzitása folyamatosan növekedett az elmúlt években, mivel a napfoltciklus maximumához közeledünk. A tetőzés idén vagy jövőre várható. Heilig Balázs hozzátette: mivel az űr teljesen eltér a földi környezettől, folyamatosan figyelik az ottani folyamatokat. Aktív naptevékenységi időszakokban, mint amilyenben most is vagyunk, rövid idő alatt nagyon szélsőséges változások is végbemehetnek a Föld körüli térségben.

Ezek az extrém körülmények veszélyeztethetik a bolygónk körül keringő műholdak működését,

valamint az azokra épülő technológiákat (például GPS helymeghatározás, műholdas távközlés, telefon, internet). Ahhoz, hogy ezeket az eszközöket az ottani körülmények között megfelelően lehessen üzemeltetni, fel kell mérni a térség állapotát, és különféle előrejelzéseket kell tenni.

Az Európai Űrügynökség ezért számos olyan műholdat üzemeltet, amely a Föld körüli térségben zajló űridőjárási folyamatokat figyeli. Az eljárás során kapott mérési adatok segítségével jobban meg lehet érteni az egyes folyamatokat, javítani lehet azok előrejelezhetőségét, és ezáltal biztonságosabbá tehető a Föld körüli térség az űripari szereplők számára.

Az aktív naptevékenységi időszakot az idézi elő, ha a napfoltokból bizonyos időközönként plazmacsomagok lökődnek ki. Ha pedig ezek a csomagok eltalálják vagy éppen súrolják a Földet, akkor geomágneses viharokat okozhatnak. Ez a jelenség elindíthat egy folyamatláncolatot, amelynek a végén ezek a hatások megérkeznek a felettünk lévő néhány száz kilométeres tartományba, az ionoszférába, ahol az említett műholdak üzemelnek, és a különféle folyamatok megzavarhatják a működésüket.

Ennek megakadályozása érdekében van szükség az előrejelzésekre, amelyekben magyar tudósok is részt vesznek.

Heilig Balázs elmondta: rendkívül komplex feladatról van szó, ugyanis a földi időjárás-előrejelzéshez hasonlóan meg kell találni a megfelelő fizikai modelleket, amelyekbe bele kell táplálni a mérési adatokat, és végül ezek segítségével próbálják megjósolni a közeljövőt. A szakértő megfogalmazása szerint a HUN-REN Földfizikai és Űrtudományi Kutatóintézet munkatársai most „hozzátettek egy darabot a kirakóhoz”, amivel teljesebbé vált a kép. A földi időjárás-előrejelzéshez hasonlóan az űridőjárás előrejelzésében is sok adatra van szükségük a szakembereknek. A földi időjárás-előrejelzésnél egyebek mellett mérik a hőmérsékletet, a légnyomást vagy a páratartalmat is, míg a HUN-REN tudósai az úgynevezett ultra alacsony frekvenciás hullámtevékenységet (ULF) jellemző adattermékek fejlesztésére kaptak megbízást. A szakemberek a kutatások során egyebek mellett arra is rájöttek, hogy

ezek a hullámok kiemelten fontos szerepet játszanak a műholdakat fenyegető nagy energiás részecskék energizálásában.

A magyar kutatóintézet a régióban elsőként, 2022 őszén vált az ESA Swarm DISC (Data Innovation and Science Cluster) konzorcium tagjává, amelynek célja az ESA által üzemeltetett Swarm műholdcsalád mérési adatainak feldolgozása. A magyar kutatók most azt próbálják megérteni, pontosan milyen folyamatok mennek végbe a szélsőséges körülmények kialakulásakor és lecsengésekor, amik javíthatják ezeknek az eseményeknek az előrejelezhetőségét. Továbbá segítik a műholdak üzemeltetőinek a felkészülését ezekre az extrém (például sugárzási) eseményekre, akik például vészhelyzeti forgatókönyveket dolgozhatnak ki, vagy ellenállóbb műholdakat tervezhetnek az új űridőjárási adattermékeknek is köszönhetően.

Egyedülálló monitoringrendszert fejlesztettek ki a magyar kutatók

Heilig Balázs közölte: a Swarm-küldetés az ESA három műholdjából áll, amelyek alacsony Föld körüli pályán keringenek. Az ultra alacsony frekvenciás hullámok (ULF) gyakorlatilag egy olyan plazmaközegben terjednek, ami a földi mindennapi tapasztalatainkban egy nem igazán ismert állapota az anyagnak, tulajdonképpen a gázokhoz hasonlít leginkább. Az a legfőbb különbség a semleges gázokhoz képest, hogy ez az anyag ionizált állapotban van jelen, tehát pozitív és negatív előjelű töltések mozognak ebben a közegben, amelyek vonzzák vagy taszítják egymást. A szakértő hozzátette: ebben a közegben a hullámok is teljesen másképpen viselkednek, és a hullámok, valamint a részecskék között kölcsönhatások jöhetnek létre. Ilyen kölcsönhatások révén például energizálódhatnak ezek a részecskék, és

amikor nagy energiára tesznek szert, akkor jelentenek igazi veszélyt a műholdak számára.

Emiatt értékelődött fel ennyire az űridőjárás-előrejelzés az ULF hullámmegfigyelésekkel együtt.

Az említett projekt ugyan lezárult, de Heilig Balázs megjegyezte, hogy a HUN-REN Központ űridőjárás-előrejelzéssel kapcsolatos munkái folytatódnak. A kutatóközpont továbbra is együttműködik a hazai és a nemzetközi partnerekkel, melyek közül az ELTE űrkutató csoportjával fűzte a legszorosabbra a szakmai kapcsolatot, hiszen együtt fejlesztettek ki egy olyan rendszert, amelynek segítségével földi mérések alapján tudják folyamatosan megfigyelni az említett plazmaközeg sűrűségét. Heilig Balázs kiemelte, hogy ez a monitoring rendszer világviszonylatban is egyedülálló, amellyel már előrejelzést is készítettek az ESA-nak, melynek űridőjárás portálján már elérhető ez a szolgáltatás.