Auswirkungen
Als mögliche Auswirkungen von Sonnenaktivitäten auf Satelliten und auf Satellitendienste sind zu erwähnen:
1. Sonnenwind
Mit koronalen Massenauswürfen gehen oftmals Änderungen in Geschwindigkeit und Dichte des Sonnenwinds einher, die ihrerseits wiederum Auswirkungen auf die obere Erdatmosphäre haben. Dies kann zu einer Verlangsamung von Satelliten und einer Veränderung der Umlaufbahn führen, mit weiteren negativen Folgen wie etwa erhöhtem Kollisionsrisiko.
2. Sonneneruptionen
a. Röntgenstrahlung
Ausbrüche an Röntgenstrahlung können eine verstärkte Ionisierung der Ionosphäre verursachen, mit unmittelbaren Auswirkungen auf die Ausbreitung von elektromagnetischen Wellen. Dies kann zu Ungenauigkeiten bei der Positionierung mit Satellitennavigationssystem führen, aber auch die Satellitennachrichtentechnik ungünstig beeinflussen.
b. UV-Strahlung
Erhöhte UV-Strahlung kann die obere Erdatmosphäre erwärmen und in weiterer Folge zur Verlangsamung von Satelliten und Änderung ihrer Umlaufbahn führen.
3. Geomagnetische Stürme
Geomagnetische Stürme können Satellitendienste beeinträchtigen, etwa durch die bereits erwähnten Effekte in der elektromagnetischen Wellenausbreitung, die dann Ungenauigkeiten in der Satellitennavigation verursachen. Darüber hinaus können geomagnetische Stürme bei entsprechender Stärke Satelliten durch induzierte Ströme beschädigen. Weiters können hochenergetische Teilchen die Abschirmung von Satelliten durchbrechen und die Elektronik am Satelliten beschädigen.
Konkrete Auswirkungen von Sonnenaktivität auf Satelliten werden in der Literatur berichtet, wie etwa die folgenden Beispiele zeigen.
Wie hier berichtet wird verlor das US-Unternehmen SpaceX 38 seiner Starlink-Internetsatelliten im Februar 2022, als ein starker geomagnetischer Sturm nach dem Start bewirkte, dass die Satelliten die gewünschte Position nicht erreichten. Ein anderes Beispiel von vielen ist, dass das US-Unternehmen Intelsat im April 2010 die Kontrolle über seinen Satelliten Galaxy 15 wegen eines geomagnetischen Sturms verloren hatte.
Mögliche Maßnahmen
Zunächst ist festzuhalten, dass bereits beim Design von Satelliten auf die Widerstandsfähigkeit gegen die Einflüsse von Sonnenaktivität und geomagnetischer Stürme geachtet werden sollte und meist auch darauf geachtet wird. Dies beinhaltet auch dauerhafte Maßnahmen, wie etwa die Abschirmung von kritischen Bauteilen gegen Röntgenstrahlung. Von besonderer Bedeutung sind aber dynamische Schutzmaßnahmen für Satelliten, die entsprechend den Vorhersagen von Sonnenaktivitäten aktiviert werden können. Zu solchen dynamischen Maßnahmen zählen:
- Abschalten von bestimmten Satellitenfunktionen und elektronischen Baugruppen.
Die Nutzlast von Satelliten kann bei entsprechender Vorwarnung abgeschaltet werden. Dabei werden z.B. Signalverstärker nicht mehr mit Strom versorgt und so die Gefahr vermieden, dass ein fälschlich zu hohes Eingangssignal zu einer Übersteuerung und Beschädigung des Verstärkers führt.
- Änderung der Umlaufbahn von Satelliten
Die Umlaufbahn von Satelliten kann vom Betreiber geändert werden, wobei nicht allgemein gesagt werden kann, ob ein höherer oder niedrigerer Orbit gewählt werden soll. Niedrigere Orbits bieten eine bessere Abschirmung gegen Strahlung, höhere Orbits eine dünnere Atmosphäre.
- Änderung der Raumlage von Satelliten
Die Raumlage von Satelliten kann geändert werden, sodass kritische Bauteile besser gegen Strahlung geschirmt sind.
- Kopieren von kritischen Daten
Kritische Daten, etwa bei Fernerkundungssatelliten, können vorsorglich kopiert und an sicheren Speicherorten verwahrt werden.
- Verwendung von Alternativen
Eine indirekte Maßnahme zur Aufrechterhaltung von Satellitendiensten ist der Einsatz von Alternativen. Bei Telekommunikationssatelliten können dies etwa terrestrische Nachrichtenverbindungen sein.