Около 13 000 лет назад солнце испустило мощный выброс радиации, который обрушился на Землю и оставил свой след в кольцах древних деревьев. Эта солнечная буря была самой мощной из когда-либо зарегистрированных. Следующим по силе было событие в Кэррингтоне в 1839 году. Оно было вызвано мощной солнечной вспышкой, которая вызвала мощную геомагнитную бурю на Земле.
Возникшая в результате этого "космическая погода" нарушила телеграфную связь по всему миру. Сегодня, когда мы приближаемся к "солнечному максимуму" этого года, периоду солнечной активности, который наблюдается каждые 11 лет, ученые хотят подготовить правительства к последствиям сильных солнечных бурь.
В мае 2024 года Лаборатория прикладной физики университета Джона Хопкинса (APL) собрала экспертов для проведения настольных учений, призванных проверить подготовку правительственных и племенных учреждений к сильной солнечной буре, подобной предыдущим. Специалисты в области солнечной энергетики, космические агентства, операторы спутников, владельцы электросетей и многие другие давно знают о влиянии космической погоды на передовые технологии. В исследовании приняли участие заинтересованные стороны на всех уровнях правительства и промышленности, чтобы повысить нашу готовность к явлениям космической погоды.
Влияние космической погоды
Когда на Землю обрушивается геомагнитная буря, происходит множество событий. Заряженные частицы от Солнца переносятся солнечным ветром. Он ударяется о нашу магнитосферу, и эти частицы попадают в силовые магнитные линии, что приводит к прекрасному проявлению северного и южного сияния. Особенно сильный шторм вызовет, помимо прочего, токи в грунте, которые могут привести к короткому замыканию в электросетях и нарушению наземной связи.
Сильная космическая погода может создавать помехи для работы спутников (или даже разрушать их), угрожать астронавтам в космосе, нарушать радиосвязь и ухудшать работу GPS. Это влияет на навигацию в поездах, самолетах, кораблях и автомобилях, а также на сотовые сети. Любые из этих сбоев могут привести к прерыванию таких повседневных действий, как перевод денег, звонки на мобильный и многое другое. Другими словами, большая часть наших современных технологий подвергается риску во время явлений космической погоды.
Например, в марте 1989 года мощный выброс солнечной энергии вызвал солнечную бурю, которая привела к отключению электроэнергии на востоке Канады. Миллионы людей оставались без электричества около девяти часов. Во время той же бури была повреждена электростанция в Нью-Джерси.
В 2024 году, в выходные, приуроченные ко Дню матери в США, разразился еще один шторм, что привело к ярким полярным сияниям на большей части земного шара. Явление космической погоды также повлияло на некоторые вещательные и радиосигналы, и некоторые энергетические компании предприняли шаги по защите своих систем. Это также повлияло на некоторые спутниковые системы связи. По сравнению с событиями 1989 и 1839 годов, это было относительно безобидное явление космической погоды.
Благодаря урокам, полученным в ходе предыдущих мероприятий, операторы электросетей и спутниковой связи (среди прочих) теперь лучше подготовлены. Но еще многое предстоит сделать для обеспечения раннего оповещения, чтобы правительства, компании и частные лица могли быть готовы. Вот где пригодятся практические занятия в APL.
Насколько мы готовы к сильной космической погоде?
Понимание космической погоды и ее предсказания прошли долгий путь со времен зарождения космической эры и запуска спутников для наблюдения за Солнцем. Мы получаем все больше ранних предупреждений о вспышках, а события прошлого научили нас "укреплять" наши технологии против геомагнитных бурь. Тем не менее, по-прежнему существуют пробелы в готовности агентств и правительств к таким событиям и в мерах реагирования на них.
В ходе круглого стола были рассмотрены многие шаги, необходимые для реагирования в случае ухудшения космической погоды.
"В этих учениях приняли участие эксперты по космической погоде, а также те, кто отвечает за управление чрезвычайными ситуациями, реагирование на них и восстановление", - сказал Ян Коэн, научный руководитель учений APL. - Это помогло нам, ученым, не только донести информацию до этих высокопоставленных руководителей, но и выявить ключевые пробелы в исследованиях и наблюдениях, а также узнать, как наилучшим образом донести сложные темы космической погоды до лиц, принимающих решения".
В "Отчете о результатах учений", опубликованном в этом году, участники признали, что наша подготовка лучше, чем в прошлом, но по-прежнему остаются важные потребности, которые необходимо выполнить. Среди них - улучшение координации между учреждениями и другими заинтересованными сторонами для подготовки значимых и понятных уведомлений о космической погоде, в которых описывается воздействие на различные элементы инфраструктуры.
Все правительство должно быть вовлечено в такую координацию и взаимодействие между агентствами (например, между НАСА и NOAA или NOAA и агентствами по безопасности). Кроме того, необходимы усовершенствования в области прогнозирования и раннего предупреждения, а также более широкое информирование общественности о последствиях космической погоды и о том, как правительства и учреждения справляются с последствиями таких штормов.
По интересному стечению обстоятельств, настольное упражнение началось как раз в тот момент, когда солнце направило на Землю очередной поток излучения и заряженных частиц. Это привело к шторму в честь Дня матери в 2024 году и дало участникам учений возможность выйти за рамки имитационных учений и разобраться с реальным случаем воздействия космической погоды на Землю.
