Огненная вспышка — готов ли мир к мощной солнечной буре

На фоне потрясений и потрясений, которые пережило государство Израиль в последние годы, кажется, что никто из нас не тратит особых мысленных усилий на силы природы как на источник будущих вызовов. И, возможно, это к лучшему, ведь проблем у нас и так предостаточно. К счастью, в Соединенных Штатах есть те, кто готов к любому сценарию — включая солнечную бурю.

Об этом для ynet пишет эксперт Института научного образования имени Дэвидсона Йонатан Беркхайм.

Как уже рассказывалось ранее, солнечные бури могут быть крайне неприятным явлением, главным образом для систем электроснабжения и связи. Одно из таких событий произошло в марте 1989 года, когда солнечная вспышка вызвала отключение электроэнергии в восточной части Канады и повредила электростанцию в Нью-Джерси.

Еще одно событие, получившее название «событие Кэррингтона», произошло тоже не так давно по астрономическим меркам — всего 166 лет назад. Системы, которые могли серьезно пострадать от него, практически не были повреждены, поскольку в те дни они еще находились в зачаточном состоянии. Более раннее событие, произошедшее около 13 тысяч лет назад, впоследствии оказалось первым в серии инцидентов, названных «событиями Мияке». Оно даже оставило свой след на годичных кольцах деревьев из-за изменения изотопного состава углерода.

Солнечные бури описываются как значительный выброс заряженных частиц, обычно протонов или ядер гелия, из солнечной короны — верхнего слоя звезды, который также называют гало. Атмосфера Солнца разгоняет эти частицы до очень высоких скоростей, и они устремляются к планетам, включая Землю. Примерно через сутки или чуть больше ударная волна, несущая этот поток частиц, сталкивается со слоем свободных электронов в атмосфере — ионосферой, а также с магнитной оболочкой Земли — магнитосферой.

В обычные дни прибытие заряженных частиц к Земле вызывает вызывающее трепет, но безвредное явление — северное и южное полярные сияния. Однако во время драматической бури, помимо распространения сияния на регионы, где оно обычно не наблюдается, начинают происходить неприятные вещи с электрическими системами. Повреждение магнитной оболочки приводит к резким изменениям в магнитном поле Земли, которые, в свою очередь, вызывают появление электрических токов в земле. Они способны существенно нарушить работу линий высокого напряжения, в которых может развиться короткое замыкание.

К этому добавляются сбои, которые могут возникнуть в радиосвязи из-за колебаний в составе ионосферы — слоя, от которого отражаются радиосигналы дальнего радиуса действия. Эти же колебания могут вызвать значительные погрешности в спутниковой связи и тем самым повлиять на навигационные системы в воздушных судах. В целом, по мере развития технологий и роста нашей зависимости от них, подобные форс-мажорные помехи могут наносить все более масштабный ущерб.

Несмотря на то, что такие крупные солнечные события редки, в Лаборатории прикладной физики (APL) при Университете Джонса Хопкинса в США не рискуют понапрасну. Это уникальное учреждение, созданное в самый разгар Второй мировой войны, является национальным достоянием, находящимся в распоряжении Министерства обороны США и других ведомств федерального правительства. За прошедшие годы оно использовалось для тестирования и оценки стратегических систем, а также для разработки систем вооружения, ракет, подводных лодок и противовоздушной обороны — короче говоря, всех компонентов силовой структуры американской сверхдержавы. В этой структуре работают лучшие умы науки и оборонной промышленности, и, вероятно, нет более подходящего органа для руководства усилиями по подготовке к событиям такого рода.

В APL поняли, что мы приближаемся к периоду с более высоким потенциалом для драматической солнечной бури — периоду под названием «солнечный максимум», который повторяется с цикличностью в 11 лет. Они начали создавать многосистемную модель готовности для ликвидации последствий бури, которая может быть уже на подходе.

В мае 2024 года команда экспертов под руководством APL собралась на учения, полностью посвященные солнечной буре. В них приняли участие физики, посвятившие свою исследовательскую карьеру изучению Солнца, представители космического агентства НАСА и Национального управления океанических и атмосферных исследований (NOAA), представители спутниковых компаний, владельцы контрольных пакетов акций энергетических компаний и многие другие. Они поставили перед собой одну цель: повысить готовность лиц, принимающих решения в правительстве и промышленности, к экстремальному сценарию, при котором им придется столкнуться с событием инопланетного масштаба — главным образом с солнечной бурей. Руководители учений пошли еще дальше и нацелились на то, чтобы они охватывали «событие космической погоды», хотя и неясно, существуют ли еще подобные события такого типа.

В ходе учений участники поняли, что можно сократить часть времени многосистемного реагирования на событие космической погоды. Руководитель учений от Университета Джонса Хопкинса доктор Иэн Коэн отметил: «Учения собрали вместе экспертов по космической погоде и высокопоставленных чиновников в области управления кризисными и чрезвычайными ситуациями. Это помогло нам, ученым, не только привлечь внимание этих руководителей, но и выделить ключевые пробелы в исследованиях и наблюдениях, а также узнать, как наилучшим образом доносить сложные вопросы космической погоды до лиц, принимающих решения».

В конце второй недели мая 2024 года, прямо во время учений, мрачные прогнозы Университета Джонса Хопкинса сбылись в прямом эфире. Ну, это было не настолько драматично — солнечная буря действительно докатилась до лиц, принимающих решения за столом, но это было небольшое событие по сравнению с мартом 1989 года и событием Кэррингтона. Источником бури стала группа солнечных пятен, общая ширина которых в 15 раз превышала ширину Земли, и специалисты NOAA даже выпустили предупреждение об этом. Повреждения не были серьезными и включали относительно легкие радиопомехи и определенные сбои в работе спутников Starlink, а также ряд повреждений спутниковых систем, используемых для исследований и картографирования земной поверхности для сельскохозяйственных нужд. В целом, было нанесено гораздо меньше ущерба, чем могло бы быть, если бы уровень готовности оказался ниже.

В отчете по итогам учений, опубликованном недавно, участники написали, что готовность и способность к оповещению стали лучше, чем в прошлом, однако определенные пробелы в межсистемной координации в США все еще заметны. Также возникла необходимость в подготовке населения и распространении информации, поскольку большинство граждан не очень осведомлены о возможных последствиях солнечных бурь для их повседневной жизни.

А как обстоят дела у нас? Кажется, что на данный момент причин для опасений нет. Не потому, что национальные системы готовы к такому сценарию — к сожалению, они не особо готовы даже к гораздо более реалистичным сценариям. Но, к счастью, государство Израиль находится на широтах от 29 до 33 градусов — далеко от возможных эпицентров последствий драматической солнечной бури, которые расположены ближе к полюсам. Будем надеяться на лучшее.

Ранее Курсор писал, что ученые нашли ключ к прогнозированию активности Солнца.