İletişim veya navigasyon yok, elektronik arızalar ve çarpışma riski var. ESA’nın Darmstadt’taki görev kontrolünde ekipler daha önce hiç görülmemiş bir senaryoyla karşı karşıya kaldı: aşırı büyüklükte bir güneş fırtınası. Neyse ki bu kabus gerçekte değil, Sentinel-1D simülasyon kampanyasının bir parçası olarak ortaya çıktı ve uzay aracı operasyonlarının ve uzay havasına hazırlıklı olmanın sınırlarını zorladı.
Her ESA fırlatmasından önce görev ekipleri, herhangi bir anormallik için görev kontrolünü hazırlarken, bir uydunun uzaydaki ilk anlarının provasını yapan sıkı bir simülasyon aşamasından geçer. Eylül ortasından bu yana, Almanya’nın Darmstadt kentinde bulunan ESA’nın Avrupa Uzay Operasyon Merkezi’ndeki (ESOC) ekipler, 4 Kasım 2025’te fırlatılması planlanan Sentinel-1D’nin simülasyonlarına daldılar.
Simülasyon memurları, en uç senaryolardan birini modellemek için, şimdiye kadar kaydedilen en güçlü jeomanyetik fırtına olan 1859’daki meşhur Carrington olayından ilham aldı. Tatbikat, ekibin uydu navigasyonu olmadan ve şiddetli elektronik kesinti altında yanıt verme yeteneğini test etmek için yıkıcı bir güneş fırtınasının uydu operasyonları üzerindeki etkilerini tekrarladı.
Sentinel-1D Uzay Aracı Operasyonları Müdür Yardımcısı Thomas Ormston, “Böyle bir olayın meydana gelmesi durumunda iyi bir çözüm yok. Amaç, uyduyu güvende tutmak ve hasarı mümkün olduğunca sınırlamak olacaktır” diyor.
Bu kampanya, ESA’nın uzay güvenliğine artan bağlılığının bir parçası olarak 2022’de açılan Uzay Güvenlik Merkezi’nin ESA Uzay Hava Durumu Ofisi tarafından nadir görülen bir aktivasyonunu içeriyordu. ESA’nın Uzay Enkaz Ofisi ve diğer ESA Dünya yörüngesindeki misyonların uzay aracı operasyon yöneticileri de gerçekçiliği artırmak, görevler arası etkileri ve koordinasyonu simüle etmek için tatbikata katıldı.
Haydut bir dalga tarafından vurulmak
Saat 22:20 ve her şey planlandığı gibi gidiyor. Başarılı bir fırlatma ve ayırmanın ardından görev kontrolü uydu sinyali alımını bekliyor. Dakikalar sonra gürültülü bir yayın görev kontrolüne ulaşır. Bir şeyler ters gidiyor.
Uzay aracı, yörüngedeki diğer araçlarla birlikte bir güneş patlamasına maruz kaldı. Işık hızıyla hareket eden bu elektromanyetik dalga, Güneş’ten çıktıktan yalnızca sekiz dakika sonra gezegenimize ulaştı.
Simülasyon ekibi, yoğun X-ışını ve ultraviyole radyasyonun radar sistemlerini, iletişimi ve izleme verilerini bozduğu, X45 sınıfı devasa bir parlamayı modelledi. Galileo ve GPS navigasyon işlevleri artık çevrimdışıyken, özellikle kutup bölgelerindeki yer istasyonları, en yüksek radyasyon seviyeleri nedeniyle izleme yeteneklerini kaybetmiş durumda.
Birkaç dakika sonra Dünya’ya, bu sefer protonlar, elektronlar ve alfa parçacıkları da dahil olmak üzere yüksek enerjili parçacıklardan oluşan ikinci bir dalga çarptı. Işık hızına yakın hızlara ulaşan bu parçacıkların gezegenimize ulaşması 10 ila 20 dakika sürdü ve bit kaymaları ve olası kalıcı arızalar nedeniyle yerleşik elektronikleri bozmaya başlıyor.
Sentinel-1D’nin Baş Simülasyon Görevlisi Gustavo Baldo Carvalho, “Güneş patlaması ekip üyelerini şaşırttı. Ancak soğukkanlılıklarını yeniden kazandıklarında geri sayımın başladığını biliyorlardı. Önümüzdeki 10 ila 18 saat içinde koronal kütle atımı gerçekleşecekti ve buna hazırlanmaları gerekiyordu” diyor.
CME’ye binmek
Güneş patlamasından on beş saat sonra, üçüncü ve en yıkıcı aşama başladı: 2.000 km/s’ye varan hızlarda hareket eden devasa bir koronal kütle püskürmesi (yüklü parçacıkların sıcak plazması) Dünya’ya çarptı ve feci bir jeomanyetik fırtınayı tetikledi.
Yerde, Sicilya kadar güneyde güzel kutup ışıkları görülebiliyorken, fırtına elektrik şebekesini çökertti ve elektrik hatları ve boru hatları gibi uzun metalik yapılarda elektrik akımında zarar verici dalgalanmalara neden oldu.
Uzayda uydular da zorlandı. Fırtına, Dünya’nın atmosferinin şişmesine, alçak Dünya yörüngesindeki uydu sürüklenmesini artırmasına ve onları olağan yörüngelerinin dışına itmesine neden oldu. Görev kontrolörleri, uzay enkazı ve diğer uzay araçlarıyla birden fazla çarpışma uyarısıyla karşı karşıya kaldı.
ESA Uzay Hava Durumu Modelleme Koordinatörü Jorge Amaya, “Böyle bir fırtına meydana gelmesi durumunda, atmosferik yoğunluktaki yerel zirvelerle birlikte uydu sürüklenmesi %400 artabilir. Bu, yalnızca çarpışma risklerini etkilemekle kalmaz, aynı zamanda yörünge bozulmasını telafi etmek için artan yakıt tüketimi nedeniyle uydu ömrünü kısaltır” diyor.
ESA Uzay Enkazı Ofisi’nden Jan Siminski şöyle açıklıyor: “Böyle büyüklükte bir olay, bağlantı verilerinin kalitesini ciddi şekilde bozar ve olasılıklar hızla değiştikçe çarpışma tahminlerinin yorumlanması giderek zorlaşır. Bu bağlamda, karar verme, önemli belirsizlikler altında hassas bir denge haline gelir; burada olası bir çarpışma riskini azaltmak için yapılan bir kaçınma manevrası, diğerinin riskini biraz artırabilir.”
Radyasyon seviyeleri de yükseldi ve elektronik ve malzemelere zarar verdi. Tek olaylı aksaklıklar daha da sıklaştı, sistemlere zarar verdi ve operasyonel ömrü kısalttı. GNSS sinyalleri daha da kötüleşti, yıldız izleyiciler kör oldu ve pil şarj olayları kaosa eklendi.
Jorge, “Güneş tarafından yayılan muazzam enerji akışı, yörüngedeki tüm uydularımıza zarar verebilir. Alçak Dünya yörüngesindeki uydular, genellikle atmosferimiz ve manyetik alanımız tarafından uzay tehlikelerinden daha iyi korunur, ancak Carrington olayının büyüklüğündeki bir patlama, hiçbir uzay aracını güvende bırakmaz” diyor.
‘Büyük’ için eğitim
“Bu tatbikat, bir simülasyon eğitim kampanyasını genişletmek ve her türlü misyonu ve operasyonel tarafları kapsayacak şekilde ESOC genelinde diğer birçok paydaşı dahil etmek için bir fırsat oldu. Bunu kontrollü bir ortamda yürütmek, böyle bir olay meydana geldiğinde nasıl daha iyi planlayabileceğimiz, yaklaşabileceğimiz ve tepki verebileceğimiz konusunda bize değerli bilgiler verdi. Temel çıkarım, bunun olup olmayacağı değil, ne zaman olacağı sorusudur” diyor Gustavo.
ESA’nın Uzay Güvenliği Merkezi tatbikatta merkezi bir rol oynadı ve Avrupa’nın aşırı güneş fırtınalarına karşı hazırlıklı olması açısından önemli bir varlık. Simülasyon, Avrupa çapında uzay hava durumu operasyonel hizmetlerinin oluşturulması için kritik bilgiler sağlayacak, prosedürlerin iyileştirilmesine ve dayanıklılığın artırılmasına yardımcı olacak.
Jorge, “Böyle bir olayın etkisini simüle etmek, bir pandeminin etkilerini tahmin etmeye benzer: toplumumuz üzerindeki gerçek etkisini ancak olaydan sonra hissedeceğiz, ancak hazır olmalı ve bir an önce tepki verecek planlara sahip olmalıyız. Bu tatbikat, böylesine büyük bir olayı ele almak ve ESA Uzay Hava Durumu Ofisi’nin tepkisini yerleşik ESA operasyonlarına dahil etmek için ilk fırsattı” diyor.
Thomas sözlerini şöyle bitiriyor: “Etkilerin ölçeği ve çeşitliliği bizi ve sistemlerimizi sınırlara zorladı, ancak ekip bu zorluğun üstesinden geldi ve bu bize, eğer yönetebilirsek, gerçek hayattaki her türlü beklenmedik durumu yönetebileceğimizi öğretti.”
Geleceğe yönelik altyapı
Operasyonlarda uzay hava koşullarına dayanıklılığı test etmenin ötesinde, bunun gibi simülasyonlar, Avrupa’nın uzay hava olaylarını tahmin etme becerisini geliştirme konusundaki acil ihtiyacın altını çiziyor.
ESA’nın Uzay Güvenliği programı, Dağıtılmış Uzay Hava Durumu Sensör Sistemini (D3S) geliştiriyor. Bu uzay hava durumu uyduları ve barındırılan yükler, Dünya çevresindeki farklı uzay hava durumu parametrelerini izleyecek ve Avrupa vatandaşlarını ve kritik altyapıyı korumaya hazır, eşsiz bir veri kaynağı sağlayacak.
ESA’nın Vigil misyonu, Dünya’dan daha uzakta, Lagrange Noktası 5’ten güneşin “tarafını” gözlemleyerek, güneş aktivitesine dair sürekli içgörülerin kilidini açarak devrim niteliğinde bir yaklaşıma öncülük edecek.
2031’de fırlatılacak olan Vigil, potansiyel olarak tehlikeli güneş olaylarını Dünya’dan görüldüğü gibi ortaya çıkmadan önce tespit edecek, bize bu olayların özellikleri hakkında ileri düzeyde bilgi verecek ve uzay aracını ve yer altyapısını korumak için paha biçilemez zaman sunacak.
