Riceviamo e volentieri pubblichiamo questo articolo di Carlo De Rosa Sintesi del funzionamento del sistema di localizzazione geo satellitare Caratteristiche di campionamento e rilevazione delle posizioni.
In caso di evento crash con rilevazione della posizione ogni secondo durante tutto l’intervallo di registrazione delle accelerazioni e ogni 10 secondi per l’intervallo temporale di riferimento nell’intorno dell’evento crash (alcuni minuti).
Durante il normale funzionamento (no eventi crash rilevati) del terminale:
– Il dispositivo rileva in modo continuo la posizione del veicolo attraverso il modulo GPS
– Viene tuttavia salvata almeno una posizione, al di fuori del normale intervallo di percorrenze del veicolo, nel caso:
- Rilevata accensione veicolo
- Rilevato spegnimento veicolo
- Rilevato evento crash/mini crash
- Rilevato evento anomalo
- Ogni 12h circa di sosta senza variazioni della posizione
– Il sistema rileva i chilometri precorsi dal veicolo per arco temporale, calcolandoli a partire dalle distanze rilevate per le singole percorrenze; la lettura non è in tempo reale ma derivante dall’arco temporale tra il precedente impulso di trasmissione ed il successivo
– Dato che le percorrenze effettuate sono calcolate a partire dalle posizioni GPS risolte dal sistema, sono soggette allo stesso grado di approssimazione (nell'ordine del metro a massima qualità di navigazione ad alcuni chilometri in caso di pessima qualità di navigazione).
– La qualità di navigazione per tutti i sistemi GPS può essere influenzata da:
- Scarsa copertura (ambientale o per la presenza del veicolo in un luogo schermante o relativamente alla condizione di copertura dello stesso sensore GPS)
- Intervallo temporale necessario alla prima localizzazione successiva alla riattivazione del terminale (Fixing)
– Alcune posizioni possono essere quindi acquisite dal sistema con scarsa qualità GPS e quindi con un considerevole errore rispetto alla posizione reale maggiore.
– In ogni caso, ogni posizione viene rilevata in modo indipendente dalle altre, quindi è necessario fare riferimento alla qualità di navigazione della singola percorrenza per valutarne la qualità.
– La qualità di navigazione viene classificata con i valori:
- 3 – massima qualità (approssimazione spaziale nell’ordine del metro)
- 2 – qualità media (approssimazione spaziale nell’ordine delle centinaia di metri)
- 0,1 – qualità scarsa (approssimazione spaziale non verificabile)
– Indipendentemente dalla qualità di navigazione della singola posizione, è possibile verificare il percorso del veicolo a partire dalle posizioni precedenti e successive a buona qualità GPS e in base ad altri parametri riferiti al veicolo (spento, in moto, durata dei singoli viaggi…).
– Non è possibile conoscere la velocità del veicolo in modo univoco per i percorsi rilevati in quanto il campionamento non è continuo (a differenza delle posizioni rilevate durante un evento crash che vengono campionate ogni secondo).
– Gli indirizzi riportati nelle documentazioni sono determinati attraverso il sistema di geolocalizzazione che confronta le coordinate rilevate dal modulo GPS (per le singole posizioni classificate) con il DataBase relativo agli indirizzi, pertanto:
- Gli indirizzi riportati sono sempre un indicazione di massima della reale localizzazione del veicolo per l’istante temporale indicato.
- Rappresentano una indicazione meno precisa delle coordinate latitudine e longitudine, pertanto per la corretta ricostruzione della dinamica delle percorrenze non possono essere utilizzate in quanto non si può conoscere a priori l’approssimazione della posizione in funzione dell’indirizzo perché dipendente anche dalle caratteristiche della zona ad esso relativa (densità urbana e caratteristiche di definizione degli indirizzi per la particolare località).
- Anche nei casi di massima discriminabilità della posizione in funzione dell’indirizzo l’approssimazione relativa alle coordinate geografiche è sempre minore (a massima qualità di navigazione GPS siamo nell’ordine del metro), quindi, anche per verificare la posizione relativamente alla strada, vanno sempre usate per le analisi dettagliate le coordinate riportate.
- Gli indirizzi possono essere soggetti ad approssimazioni o errori di geolocalizzazione dovuti a:
o Scarsa informazione relativamente ad una particolare zona per DataBase non completo.
o Errori dovuti ad aggiornamenti urbanistici o variazioni di indirizzi non ancora sincronizzati nel DataBase al momento della georeferenziazione.
o Variazioni della nomenclatura degli indirizzi avvenuti in un momento successivo alla prima georeferenziazione, quindi indicazione di indirizzi obsoleti.
o Posizione comune a differenti nomenclature per l’indirizzo, pertanto la corrispondenza: possibile indirizzo risolto-posizione rilevata non è univoca e differenti indirizzi possono indicare la stessa posizione geolocalizzata (es: incroci, luoghi tra due o più strade, strade sovrapposte: ponti o sottopassaggi, …)
Si consiglia quindi di utilizzare sempre le coordinate geografiche riportate, attraverso sistemi di georeferenziazione disponibili, in alternativa agli indirizzi.
In definitiva il sistema di rilevazione delle posizioni del veicolo si basa sul sistema GPS, l’attendibilità dei dati non è fissa ma è funzione della qualità della navigazione GPS al momento dell’acquisizione della posizione.
Evento crash
Il sistema è in grado di registrare le variazioni di moto essendo munito di accelerometro che interagisce sulle coordinate cartesiane X , Y, Z : registra quindi variazioni vettoriali per improvvisa decelerazione ( es. tamponamento ad opera del veicolo monitorato), accelerazione ( tamponamento del veicolo monitorato) ribaltamento. In mancanza di impulso vettoriale o con veicolo in sosta, il sistema non registra l’evento, non essendo programmato per tale casistica. Tempeste geomagnetiche
La tempesta geomagnetica è un disturbo temporaneo della magnetosfera terrestre causato da un solare onda d'urto del vento e/o nuvola di campo magnetico che interagisce con il campo magnetico della Terra. L'aumento della pressione del vento solare comprime inizialmente magnetosfera e il campo magnetico del vento solare interagisce con il campo magnetico terrestre e trasferisce una maggiore energia nella magnetosfera. Entrambe le interazioni causano un aumento dei movimenti di plasma attraverso magnetosfera e un aumento di corrente elettrica nella magnetosfera e la ionosfera.
Durante la fase principale di una tempesta geomagnetica, la corrente elettrica nella magnetosfera crea una forza magnetica che spinge fuori il confine tra la magnetosfera e il vento solare. Il disturbo nel mezzo interplanetario che guida la tempesta geomagnetica potrebbe essere dovuto ad una espulsione di massa coronale solare o un flusso ad alta velocità del vento solare proveniente da una regione debole campo magnetico sulla superficie del Sole. La frequenza di tempeste geomagnetiche aumenta e diminuisce con il ciclo delle macchie solari. CME tempeste guidate sono più comuni durante la massima del ciclo solare e tempeste CIR guidati sono più comuni durante il minimo del ciclo solare.
Ci sono diversi fenomeni meteorologici spaziali che tendono ad essere associati con o causati da una tempesta geomagnetica. Questi includono: eventi solari energetici di truciolato, correnti geomagneticamente indotte, disturbi ionosferici che causano la radio e radar scintillazione, interruzione di navigazione bussola magnetica e aurore a latitudini molto più basse del normale; nel 1989, una tempesta geomagnetica eccitò sul pianeta terra correnti indotte che hanno sconvolto la distribuzione di energia elettrica nella maggior parte della provincia del Quebec e causato aurore sud fino in Texas.
Storia
Nel 1931, Sydney Chapman e Vincenzo CA Ferraro ha scritto un articolo, una nuova teoria della tempeste magnetiche, in cui cerca di spiegare il fenomeno sostenendo che ogni volta che il Sole emette un brillamento solare emette una nube di plasma, ora conosciuto e denominato quale espulsione di massa coronale: questo plasma viaggia una velocità tale che raggiunge la Terra nel raggio di 113 giorni, anche se ora sappiamo questo viaggio dura 1 a 5 giorni e che può comprimere il campo magnetico della Terra aumentandolo di intensità in corrispondenza della superficie del pianeta
Definizione di una tempesta geomagnetica
La tempesta geomagnetica è definita dai cambiamenti nell'indice DST. L'indice Dst stima la variazione media globale della componente orizzontale del campo magnetico della Terra all'equatore magnetico dedotta dalla misurazione da alcune stazioni magnetometro. Dst viene calcolato una volta all'ora e segnalato in tempo quasi reale. Durante periodi di calma, Dst è tra +20 e 20 nano Tesla.
Una tempesta geomagnetica ha tre fasi: una prima fase, una fase principale e una fase di ripresa. La fase iniziale è caratterizzata da Dst aumentando dal 20 al 50 nT in decine di minuti ed è indicato anche come una tempesta improvvisa di inizio. Tuttavia, non tutte le tempeste geomagnetiche hanno una fase iniziale e non tutti gli aumenti improvvisi di Dst o SYM H sono seguiti da una tempesta geomagnetica. La fase principale di una tempesta magnetica è definita da Dst diminuendo a meno del 50 nT. La selezione dei 50 nT per definire una tempesta è in qualche modo arbitrario. Il valore minimo durante un temporale sarà tra 50 e circa 600 nT. La durata della fase principale è tipicamente tra 2 e 8 ore. La fase di recupero è il periodo in cui Dst cambia dal valore minimo al suo valore di tempo tranquillo. Il periodo della fase di recupero può essere il più breve 8 ore fino a 7 giorni.
La dimensione di una tempesta geomagnetica è classificata come moderata, intensa o super tempesta.
Ricorrenze storiche
La prima osservazione degli effetti di una tempesta geomagnetica risale all'inizio del 19° secolo: dal maggio 1806 fino al giugno 1807 il tedesco Alexander von Humboldt ha registrato il rilevamento utilizzando una bussola magnetica a Berlino. Il 21 dicembre 1806 ha notato che il funzionamento della sua bussola era diventata irregolare durante un evento aurorale brillante.
Il 1 ° settembre – 2, 1859, si è verificata la più grande tempesta geomagnetica registrata. Dal 28 agosto al 2 settembre 1859, numerose macchie solari e brillamenti solari sono stati osservati sul Sole, la più grande eruzione che si verificò il 1 settembre, ricordata come la tempesta solare del 1859 o l'evento Carrington. Si può presumere che una massiccia espulsione di massa coronale, associata con il flare, fu lanciato dal Sole e ha raggiunto la Terra entro diciotto ore al viaggio, tratto che normalmente richiede tre o quattro giorni. L'intensità orizzontale del campo magnetico terrestre si è ridotto di 1.600 nT come registrato dall'Osservatorio Colaba. Si stima che Dst sarebbe stato di circa 1.760 nT. Rimasero danneggiati i fili del telegrafo, sia negli Stati Uniti che in Europa ed in alcuni casi anche gli operatori del telegrafo rimasero scioccanti per gli incendi che si svilupparono sulla rete. causano. Aurore furono viste a sud fino alle Hawaii, Messico, Cuba e Italia, fenomeni che di solito si vedono solo in prossimità dei poli. Le carote di ghiaccio mostrano la prova che gli eventi di intensità simile ricorrono ad un tasso medio di circa una volta ogni 500 anni.
Dal 1859 si sono verificati tempeste meno gravi, in particolare l'aurora del 17 novembre 1882 e il maggio 1921 provocarono l’interruzione del servizio telegrafico e fenomeni di incendio dei cablaggi. Nel 1960, provocò la diffusa interruzione di tutti i segnali radio.
Il marzo 1989 la tempesta causò il crollo della rete elettrica Hydro Québec in pochi secondi e la distruzione dei relè di protezione di apparecchiature elettriche : sei milioni di persone rimasero senza energia per nove ore, e si osservarono aurore a sud fino in Texas e fu calcolata una espulsione di massa coronale dal sole risalente al 9 marzo 1989. Il minimo della Dst era 589 nT.
Il 14 luglio del 2000, un bagliore di classe X5 scoppiata sul Sole e una espulsione di massa coronale fu lanciata direttamente la Terra provocando una super-tempesta geomagnetica registrata il 15-17 luglio; il minimo dell'indice Dst era – 301 nT. Nonostante la forza della tempesta geomagnetica, non furono segnalati guasti di distribuzione dell'energia elettrica. L'evento Bastille Day è stato osservato da Voyager 1 e Voyager 2.
Diciassette grandi razzi furono fatti brillare sul Sole tra il 19 ottobre e il 5 novembre 2003, provocando il riflesso più intenso mai misurato sul GOES sensore XRS – una enorme fiammata X28, con un conseguente blackout radiofonico estremo avvenuto il 4 novembre. Questi razzi sono stati associati ad eventi ECM che hanno inciso la Terra. Le CME causò tre tempeste geomagnetiche tra il 29 ottobre e il 2 novembre, durante le quali i valori minimi Dst oscillarono tra 151, 353 e 383 nT.
Un'altra tempesta in questo periodo evento si è verificò tra il 4 – 5 novembre – con una Dst minimo di 69.nT e risultò più debole di quelle precedenti perché la regione attiva sul Sole era ruotata oltre il meridiano .
L'intera sequenza di eventi è nota come Halloween Solar Storm. La Wide Area Augmentation System, gestita dalla Federal Aviation Administration, rimase offline per circa 30 ore a causa della tempesta. Il satellite giapponese ADEOS 2 rimase gravemente danneggiato e il funzionamento di molti altri satelliti furono interrotti.
Interazioni con i processi planetari
Il vento solare comporta anche il campo magnetico del Sole che avrà un orientamento verso nord o verso sud. Se il vento solare ha scoppi energici, la magnetosfera può subire compressioni o espansioni ; se il vento solare ha una polarizzazione sud, le tempeste geomagnetiche possono essere previste; il campo sud provoca riconnessione magnetica della magnetopausa lato diurno, iniettando rapidamente energia magnetica e delle particelle nella magnetosfera terrestre.
Durante una tempesta geomagnetica, lo strato F2 della ionosfera diventa instabile e frammento e può anche scomparire. Nelle regioni polari della Terra nord e sud le aurore saranno osservabili nel cielo ad occhio nudo e nitidamente.
Strumenti per la ricerca tempeste geomagnetiche Strumenti Spacecraft includono:
- Magnetometri, solitamente del tipo fluxgate. Di solito questi sono alla fine di bracci, per tenerli lontano da interferenze magnetiche dalla sonda e dei suoi circuiti elettrici.
- Sensori elettrici alle estremità dei bracci opposte sono utilizzati per misurare differenze di potenziale tra punti separati, per derivare campo elettrico associato con convezione. Il metodo funziona meglio a densità del plasma alto in bassa orbita terrestre; lontano da sono necessari lunghi bracci della Terra, al fine di evitare la schermatura di forze elettriche.
- Sirene radio da terra possono rimbalzare le onde radio di frequenza variabile dalla ionosfera; cronometrando il loro ritorno è possibile ottenere il profilo di densità elettronica nella ionosfera fino al suo picco, passato il quale le onde radio non tornano più.
- Una grande varietà di "rivelatori di particelle" hanno operato in orbita. Per le osservazioni originali della fascia di radiazione di Van Allen fu usato un contatore Geiger, un rilevatore di greggio in grado di dire la quantità di carica di particelle o di energia. Più tardi sono stati utilizzati rilevatori a scintillatore, e più tardi ancora "channeltron", moltiplicatori di elettroni che hanno trovato un impiego particolarmente ampio. Per derivare carica e la composizione di massa, nonché energie, sono stati utilizzati una varietà di disegni spettrografo di massa. Per le energie fino a circa 50 keV tempo di spettrometri di volo sono ampiamente utilizzati.
I computer hanno permesso di riunire decenni di osservazioni isolate magnetici ed estrarre modelli medi di correnti elettriche e le risposte medie alle variazioni interplanetari. Corrono anche simulazioni della magnetosfera globale e le sue risposte, risolvendo le equazioni di magnetoidrodinamica su una griglia numerica. Estensioni appropriate devono essere aggiunti per coprire la magnetosfera interna, dove hanno bisogno anche derive magnetiche e di conduzione ionosferica da prendere in considerazione. Finora i risultati sono difficili da interpretare, e alcune ipotesi sono ancora necessarie per coprire i fenomeni su piccola scala.
Effetti tempesta geomagnetica Rischi di radiazioni per l'uomo
Brillamenti solari intensi rilasciano particelle ad alta energia che possono causare avvelenamento da radiazioni per gli esseri umani allo stesso modo di radiazione di energia a partire da esplosioni nucleari.
L'atmosfera e la magnetosfera terrestre permettono un'adeguata protezione a livello del suolo, ma gli astronauti nello spazio sono soggetti a dosi potenzialmente letali di radiazioni. La penetrazione di particelle ad alta energia nelle cellule viventi può causare danno cromosomico, il cancro, e una miriade di altri problemi di salute. Le grandi dosi possono essere mortali immediatamente.
Protoni solari con energie superiori a 30 MeV sono particolarmente pericolosi. Nel mese di ottobre 1989, la Sun ha prodotto particelle energetiche sufficienti al punto che se un astronauta fosse di essere stato in piedi sulla Luna, al momento e con indosso solo una tuta spaziale e catturato nel peso della tempesta, sarebbe certamente morto; la dose prevista sarebbe circa 7000 rem. Si noti che se gli astronauti avessero avuto il tempo per ottenere la sicurezza in un rifugio sotto il suolo lunare a avrebbero assorbito solo lievi quantità di radiazioni poiché schermati dal suolo.
Eventi protonici solari possono anche produrre la radiazione elevata a bordo di aerei che volano ad alta quota. Anche se questi rischi sono piccoli, il monitoraggio degli eventi di protoni solari dalla strumentazione satellitare consente l'esposizione occasionale di essere monitorato e valutato, e alla fine le traiettorie di volo e le altitudini possono essere regolate in modo da ridurre la dose assorbita degli equipaggi di volo.
Fauna e flora
Forse il più attentamente studiata di effetti biologici della variabile del Sole è stato il degrado di homing abilità di navigazione piccioni durante le tempeste geomagnetiche. Piccioni e altri animali migratori, come i delfini e le balene, dimostrano le risposte magnetosensitive comportamentali che una volta si pensava essere mediata dai neuroni che contenevano la magnetite minerale si trova nel becco. Tuttavia, la base della percezione sensoriale dei campi magnetici è attualmente sconosciuta.
Turbativa di sistemi elettrici
Odenwald suggerisce che una tempesta geomagnetica sulla scala della tempesta solare del 1859 oggi avrebbe causato miliardi di dollari di danni ai satelliti, alle reti elettriche ed alle comunicazioni radio; potrebbe causare blackout elettrici su larga scala che non possono essere riparati per settimane.
Comunicazioni
Molti sistemi di comunicazione utilizzano la ionosfera per riflettere i segnali radio su lunghe distanze. Tempeste ionosferiche possono influenzare le comunicazioni radio a tutte le latitudini. Alcune frequenze radio vengono assorbite e altre si riflettono, portando a segnali rapidamente fluttuanti e percorsi di propagazione inaspettati. TV e radio commerciali sono poco influenzati dall'attività solare, ma a terra all'aria, nave a terra, trasmissioni ad onde corte, e radioamatori ,sono spesso interrotte. Operatori radio che utilizzano bande HF si basano su segnalazioni solari e geomagnetiche per mantenere i loro circuiti di comunicazione attivi e funzionanti.
Alcuni sistemi di rilevazione e di allarme rapido militari sono colpiti anche da attività solare. La sopra il radar all'orizzonte segnali rimbalza dalla ionosfera per monitorare il lancio di aerei e missili da lunghe distanze. Durante le tempeste geomagnetiche, questo sistema può essere gravemente ostacolato per il disordine delle onde radio. Alcuni sistemi di rilevamento sottomarini utilizzano le firme magnetiche dei sottomarini come uno degli input per i loro schemi di posizionamento e le tempeste geomagnetiche possono mascherare e distorcere questi segnali.
La Federal Aviation Administration riceve regolarmente segnalazioni di raffiche radiofoniche solari in modo che possano riconoscere i problemi di comunicazione e di evitare inutili manutenzioni . Quando un aereo e una stazione di terra sono allineati con il Sole, può verificarsi inceppamenti delle frequenze radio di controllo aereo. E tanto può accadere anche quando una stazione terrestre, un satellite, e il Sole sono in allineamento. Al fine di evitare la manutenzione inutili sistemi di comunicazione satellitare a bordo di aerei AirSatOne fornisce un feed dal vivo per eventi geofisici dal NOAA Space Weather Prediction Center. Live feed di AirSatOne permette agli utenti di visualizzare le tempeste spaziali osservati e previsti. Avvisi geofisici sono importanti per gli equipaggi di volo e personale di manutenzione per determinare se un'attività imminente o la storia che avrà un effetto sulle comunicazioni via satellite, la navigazione GPS e HF Communications.
Le linee telegrafiche in passato sono stati colpite da tempeste geomagnetiche pure poiché era utilizzato un unico filo lungo per la linea dati, che si estende per molti chilometri, utilizzando terra, come il filo di ritorno ed essendo alimentate con corrente continua da una batteria; questo fatto li rende suscettibili ad essere influenzati dalle fluttuazioni dovute alla corrente di anello. La tensione/corrente indotta dalla tempesta geomagnetica avrebbe portato alla diminuzione del segnale, se sottratto dalla polarità della batteria, o per segnali eccessivamente forte e spurio quando aggiunto ad esso; alcuni operatori in tali casi avevano imparato a scollegare la batteria, utilizzando la corrente indotta come fonte di alimentazione ed in casi estremi la corrente indotta era così alta che le bobine scoppiavano e si incendiavano e gli operatori subivano
scosse elettriche. Tempeste geomagnetiche riguardano anche le linee telefoniche lungo raggio, tra cui cavi sottomarini eccezion fatta per quelli realizzati in in fibra ottica.
I danni ai satelliti di comunicazione possono interrompere l’utilizzo del telefono non terrestre, della televisione,della radio, e collegamenti Internet. La National Academy of Sciences ha riportato nel 2008 su possibili scenari di perturbazione diffusa nel 2012-2013 per picco solare.
Sistemi di navigazione
Sistemi come il GPS, LORAN, e OMEGA, sono influenzati negativamente quando l'attività solare sconvolge la loro propagazione del segnale. Il sistema OMEGA è composto da otto trasmettitori situati in tutto il mondo ed aerei e navi utilizzano i segnali a frequenza molto bassa di questi trasmettitori per determinare le loro posizioni. Durante gli eventi solari e tempeste geomagnetiche, il sistema ha dato ai navigatori informazioni imprecise di ben diversi chilometri e se navigatori erano stati avvisati che un evento protone o tempesta geomagnetica era in corso, passavano dal sistema di localizzazione radio a quello analogico tradizionale.
Segnali GPS vengono influenzati dalla attività solare che provoca brusche variazioni nella densità della ionosfera, causando lo scintillio del segnale GPS . La scintillazione dei segnali satellitari durante disturbi ionosferici è studiato a HAARP durante gli esperimenti di modifica della ionosfera. E 'stato anche studiato presso l'Osservatorio Jicamarca Radio.
Una tecnologia utilizzata per consentire ai ricevitori GPS di continuare ad operare in presenza di alcuni segnali confusi, è Receiver Autonomous Integrity Monitoring. Tuttavia, RAIM si basa sul presupposto che la maggior parte della costellazione GPS funziona correttamente, e quindi è molto meno utile quando l'intera costellazione è perturbata da influenze globali come tempeste geomagnetiche. Anche se RAIM rileva una perdita di integrità in questi casi, può non essere in grado di fornire un segnale affidabile utile.
Danni all'hardware Satellite
Tempeste geomagnetiche e atmosfera superiore della Terra subiscono maggiore il calore per l’emissione ultravioletta solare e tendono ad espandersi. L'aria riscaldata aumenta di volume e la densità in orbita di satelliti fino a circa 1000 km aumenta notevolmente. Ciò si traduce in una maggiore resistenza su satelliti nello spazio, causando il loro rallentamento ed un leggera variazione di orbita. A meno che i satelliti ad orbita bassa sono regolarmente potenziati per orbite più alte, lentamente cadono, e alla fine bruciano nell'atmosfera terrestre.
Skylab è un esempio di un veicolo spaziale rientrare nell'atmosfera terrestre prematuramente nel 1979 come risultato della superiore attività solare di quella prevista. Durante la grande tempesta geomagnetica del marzo 1989 quattro dei satelliti di navigazione della Marina doveva essere messo fuori servizio per un massimo di una settimana, la US Space Command ha dovuto inserire nuovi elementi orbitali per oltre 1000 oggetti colpiti, e il satellite Solar Maximum Mission cadde fuori orbita nel dicembre dello stesso anno.
La vulnerabilità dei satelliti dipende quindi dalla loro posizione e l'anomalia del Sud Atlantico è il posto più pericoloso per l’orbita di un satellite ; sebbene la tecnologia ha permesso ai componenti spaziali di diventare più piccoli, i loro sistemi miniaturizzati sono diventati sempre più vulnerabili alle particelle solari più energiche che possono causare danni fisici al microchip, cambiare comandi software nei computer satellitari in carico.
Un altro problema per gli operatori satellitari è carica differenziale : durante tempeste le geomagnetiche, il numero e l'energia di elettroni e ioni aumentano e quando un satellite viaggia attraverso questo ambiente eccitato, le particelle cariche che colpiscono la navicella causano su diverse porzioni della navicella variazioni di cariche.
La carica Bulk si verifica quando le particelle energetiche, soprattutto elettroni, penetrano il rivestimento esterno di un satellite e depositano la loro carica nelle sue parti interne. Se una carica sufficiente si accumula in qualsivoglia componente, può tentare di neutralizzare scaricando ad altri componenti. Questo scarico , chiaramente, risulta potenzialmente pericoloso per i sistemi elettronici del satellite.