Космическая пыль — главная угроза для спутников

Космическая пыль мешает спутникам работать. К такому выводу пришли физики Стэнфордского университета (США). Теоретическая модель, которую разработали ученые, показывает, что при столкновении частиц пыли со спутниками производится радиоизлучение. А эти волны способны изрядно помешать работе спутников и даже вывести их из строя.

О феномене радиочастотной эмиссии, которая возникает при столкновении высокоскоростных объектов, было известно ранее. Явление может возникнуть как в лаборатории, так и в космосе. Аппарат «Кассини», например, фиксировал всплески радиоволн, когда об его корпус ударялись пылевые частиц из колец Сатурна, разогнанные солнечным ветром до огромной скорости.

Если скорость взаимодействующих тел очень высока, рожденный в результате столкновения радиоимпульс может помешать работе электроники спутника и даже сломать ее. Исследователи решили узнать, как происходит процесс образования радиоизлучения, чтобы защитить «мозги» космических аппаратов от поломок.
Для создания модели ученые применили метод частиц в ячейках. Моделирование показало, что события, предшествующие радиовсплеску, развиваются следующим образом. Частица пыли ударяется о твердый объект на очень высокой скорости и создает ударную волну. Волна испаряет и ионизирует материал объекта, в результате чего возникает облако из пыли, газа и плазмы. Плазменное облако растет в вакууме, понижая свою плотность, и плазма становится бесстолкновительной (в ней нет или почти нет столкновений между частицами). Как следствие, электроны в плазме двигаются быстрее, чем тяжелые ионы, разделяются заряды и образуется амбиполярное электрическое поле. Когерентный поток электронов в плазме создает радиочастотное излучение.

В дальнейших планах физиков — доработать модель и постараться найти другие способы разделения зарядов.