Новости науки: Выяснилось почему спутники теряют связь с GPS над экватором между Африкой и Южной Америкой.

Ноя 01, 2016 Леонид Гляделов

Инженеры ломали голову над тем, почему GPS навигационные системы на низкоорбитальных спутниках, таких как спутники ESA Swarm не работают, когда они пролетают над экватором между Африкой и Южной Америкой.

Изучив показания Swarm, оказалось, что виноваты в этом природные явления.

Как и со многими другими спутниками, три спутника Swarm осуществляют свое позиционирование при помощи GPS, для того, чтобы операторы могли держать их на правильных орбитах. Кроме того, GPS определяет, в каком именно точно месте спутники делают свои научные измерения. Тем не менее, иногда спутники теряют связь с GPS. На самом деле, в течение первых двух лет на орбите, связь была утеряна 166 раз.

Опубликованная недавно работа описывает, что Swarm показал, существование прямой связи между этими потерями сигнала и ионосферными «грозами», которые проходят около 300-600 км над поверхностью Земли.

Клаудия Штолле(Claudia Stolle) из GFZ исследовательского центра в Потсдаме, Германия, сказала: "Ионосферные грозы хорошо известны, но теперь мы смогли показать прямую связь между этими штормами и потерей подключения к GPS. Это стало возможно благодаря Swarm, потому что это впервые, когда высокая разрешающая способность GPS и ионосферные модели могут быть обнаружены с одного и того же спутника."

Эти грозы происходят, когда число электронов в ионосфере претерпевает большие и быстрые изменения. Это явление имеет тенденцию происходить близко к магнитному экватору Земли и, как правило, только в течение нескольких часов между закатом и полночью.

Выясняется, что 161 из потерянных событий сигнала совпала с ионосферными грозами. Остальные пять были над полярными регионами и соответствовали увеличению сильных солнечных ветров, которые толкают защитную магнитосферу Земли и "раскачивают" ее.

Это хорошая новость для других низкоорбитальных спутников, испытывающих те же проблемы. Это означает, что инженеры могут использовать эти новые знания для улучшения будущих систем GPS, чтобы ограничить потери сигнала.

Менеджер ЕКА миссии Swarm, Руне Флоберхаген(Rune Floberghagen) сказал: "То, что мы видим здесь, является ярким примером технической задачи, которая превращается в захватывающее научное исследование, родственное целям миссиям по изучению Земли, таких как Swarm. Эти новые данные показывают, что GPS может быть использована в качестве инструмента для понимания динамики в ионосфере, связанных с солнечной активностью. Возможно, в один прекрасный день мы сможем связать эти ионосферные грозы с молнией, которую мы видим, с Земли."