Skip to main content

Article Category

Article available in the folowing languages:

Zrozumienie fenomenu pogody kosmicznej pomaga w budowaniu bezpieczniejszej i lepiej zabezpieczonej infrastruktury kosmicznej i naziemnej

Zakłócenia w górnej warstwie atmosfery Ziemi stanowią zagrożenie dla systemów takich jak satelity. Dlatego też pilnie potrzebny jest niezawodny system rozpoznający takie zakłócenia w czasie rzeczywistym.

Technologie przemysłowe

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

Znajdź inne artykuły w tej samej dziedzinie zastosowania