Zrozumienie fenomenu pogody kosmicznej pomaga w budowaniu bezpieczniejszej i lepiej zabezpieczonej infrastruktury kosmicznej i naziemnej
Przemieszczające się zakłócenia jonosferyczne odgrywają ważną rolę w rozprzestrzenianiu się sygnałów radiowych w ziemskiej jonosferze. Jako fale rozchodzą się one po jonosferze z dużym zakresem prędkości i częstotliwości. Przemieszczające się zakłócenia jonosferyczne mogą wpływać na działanie infrastruktury przestrzennej i naziemnej, zwłaszcza europejskiego systemu wspomagania satelitarnego (ang. European Geostationary Navigation Overlay Service, EGNOS) oraz sieciowych usług kinematycznych w czasie rzeczywistym (ang. network real-time kinematic, NRTK). Utrudniają też komunikację na wysokich częstotliwościach oraz operacje z wykorzystaniem rekonesansu radiowego. „Takie zakłócenia występują niemal codziennie”, wyjaśnia Anna Belehaki, koordynatorka finansowanego przez UE projektu TechTIDE. „Rozpoznawanie ich i śledzenie jest bardzo trudne, trzeba nad tym jeszcze popracować w operacyjnym trybie usługowym”.
Usługi ostrzegawcze dla systemów w kosmosie i na Ziemi
Partnerzy projektu zaprojektowali, przetestowali i zweryfikowali nowe, opłacalne strategie niwelowania skutków przemieszczających się zakłóceń jonosferycznych na potrzeby technologii, na które zakłócenia takie wywierają bezpośredni wpływ. Badacze ściśle współpracowali z operatorami takich technologii, aby wykazać wartość dodaną proponowanych technik łagodzenia skutków zakłóceń dla EGNOS, NRTK oraz operacji na wysokich częstotliwościach. Opracowane metodologie mogą po raz pierwszy wesprzeć bezpośrednie wykrywanie i śledzenie zakłóceń w czasie rzeczywistym na rozległych obszarach. Metodologie wykrywania wdrożono online, posługując się danymi pozyskiwanymi w czasie rzeczywistym, zaś wyniki obliczano w czasie zbliżonym do czasu rzeczywistego. Wszystkie kody oprogramowania na potrzeby wykrywania zakłóceń udostępniono w formie otwartego dostępu. Zespół projektu TechTIDE stworzył system internetowy wysyłający ostrzeżenia o występowaniu przemieszczających się zakłóceń jonosferycznych na obszarze rozciągającym się od Europy do Afryki Południowej. System ten oferuje 70 różnych produktów, by wesprzeć użytkowników, a także obsługuje dane i produkty pochodzące od 21 różnych dostawców danych. Produkty oferowane w ramach otwartego dostępu są udostępniane w czasie rzeczywistym, zaś do zarchiwizowanych danych można uzyskać dostęp poprzez API TechTIDE. System eliminuje parametry, które określają charakterystykę zakłóceń, a także zapewnia wszystkie dodatkowe informacje geofizyczne dla użytkowników, aby pomóc im ocenić ryzyka i opracować techniki łagodzenia ich skutków dostosowane do ich potrzeb. W ten sposób operatorzy kosmicznych i naziemnych systemów komunikacji stają się świadomi zagrożeń, jakie przemieszczające się zakłócenia jonosferyczne stwarzają dla ich systemów. W wyniku tego mogą oni opracować technologie łagodzenia skutków obsługiwane przez system ostrzegawczy TechTIDE w czasie rzeczywistym.
Lepsze zrozumienie skutków przemieszczających się zakłóceń jonosferycznych
Poprzez systematyczne porównywanie prognoz na temat zakłóceń z danymi na temat pogorszenia się działania systemów, partnerzy projektu byli w stanie określić wpływ w różnych fazach cyklu słonecznego, porach roku, strefach czasowych i warunkach związanych ze sprzężeniem wiatr słoneczny–magnetosfera. Badania umożliwiły im lepsze zrozumienie fenomenów, które doprowadziły do utworzenia różnych typów zakłóceń jonosferycznych wywoływanych przez zakłócenia wiatru słonecznego i zakłócenia w dolnych warstwach atmosfery. „Osiągnięcie to, wraz z opracowaniem innowacyjnych technik prognozowania, kładzie podwaliny pod opracowanie modeli prognozowania przemieszczających się zakłóceń jonosferycznych, które są kluczowym wymogiem dla wszelkich prognoz o wysokiej dokładności dotyczących pogody kosmicznej”, zauważa Belehaki. We współpracy z potencjalnymi użytkownikami, takimi jak Europejska Agencja Kosmiczna, partnerzy projektu ocenili funkcjonalność, niezawodność i skuteczność proponowanych usług, torując drogę do systematycznej eksploatacji i zrównoważonych operacji. „Projekt TechTIDE zwiększył nasze zrozumienie procesów fizycznych przyczyniających się do powstawania przemieszczających się zakłóceń jonosferycznych poprzez rozpoznawanie czynników inicjujących w materii międzyplanetarnej, magnetosferze oraz atmosferze”, podsumowuje Belehaki. „Wyniki naszych badań przyczyniły się również do określenia wpływu zakłóceń na systemy nawigacyjne w przestrzeni kosmicznej, głównie EGNOS oraz NRTK, a także systemy naziemne, komunikację na wysokich częstotliwościach oraz systemy geolokalizacji”.
Słowa kluczowe
TechTIDE, przemieszczające się zakłócenia jonosfery, kosmos, przestrzeń kosmiczna, EGNOS, NRTK, jonosfera, komunikacja na wysokich częstotliwościach, infrastruktura naziemna
