У той час як більшість людей стежать за небом в очікуванні дощу або снігу, вчені все частіше зосереджуються на іншому виді прогнозів: “космічній погоді”. Оскільки світова інфраструктура стає все більш залежною від супутникових технологій та взаємопов’язаних електромереж, сонячна активність нашого Сонця становить зростання ризику для стабільності сучасної цивілізації.
У нещодавньому технічному звіті Ради з науки та технологічних об’єктів Великобританії (STFC) детально описано потенційні наслідки сонячної події «найгіршого сценарію». Замість того, щоб концентруватися на аномаліях, що трапляються раз на мільйон років, дослідники визначають найгірший сценарій як подію, що відбувається кожні 100–200 років — тимчасовий інтервал, який робить подібні явища статистичною реальністю для політиків та осіб, які приймають рішення.
Природа сонячних процесів
Космічна погода – це не поодиноке явище, а поєднання трьох різних сонячних процесів, кожен з яких по-своєму впливає на Землю:
- Сонячні спалахи: Інтенсивні викиди енергії, які посилюють іонізацію у верхніх шарах атмосфери, що призводить до негайних радіомовчань.
- Геомагнітні бурі: Викликаються корональними викидами маси (CME) – масивними потоками плазми, які стикаються з магнітним полем Землі.
- Сонячні радіаційні шторми: Потоки високоенергетичних протонів і електронів, що летять від Сонця, становлять загрозу як для електроніки, так і для біологічних організмів.
Вразливість нашої інфраструктури
У звіті виділяються три критичні області, в яких сильна сонячна подія може спричинити системний збій:
1. Нестабільність енергосистем
Під час геомагнітних бур у наземних лініях електропередач індукуються додаткові електричні струми. Якщо ці струми досить сильні, вони можуть активувати системи захисту, що призведе до регіональних відключень електроенергії. Крім негайних блекаутів, ці шторми можуть спричинити фізичне пошкодження трансформаторів, що призводить до їх «передчасного зношування», що знижує потужність мережі на місяці або навіть роки після проходження шторму.
2. Деградація супутників та орбітальний опір
Наш цифровий світ обертається над нами, і він дуже вразливий. Екстремальна сонячна активність може пошкодити електроніку супутників та погіршити стан сонячних панелей, значно скорочуючи термін експлуатації космічних апаратів.
Понад те, сонячні спалахи нагрівають атмосферу Землі, змушуючи її розширюватися. Це створює підвищений атмосферний опір, який уповільнює супутники та змушує їх втрачати висоту. Ми вже бачили провісник цього у 2022 році, коли підвищена сонячна активність призвела до того, що близько 40 супутників Starlink увійшли в атмосферу та згоріли. У гіршому сценарії цей опір може зробити ефективне відстеження космічних апаратів та космічного сміття практично неможливим.
3. Збої у зв’язку та навігації
Сучасне життя покладається на постійний потік радіосигналів – від Wi-Fi та мобільних мереж до морського та авіаційного зв’язку.
* Короткострокові збої: Сонячні спалахи можуть «заглушити» радіосигнали приблизно на годину на освітленій стороні Землі, впливаючи на роботу радарів та GPS.
* Довгострокові збої: Геомагнітні бурі можуть дестабілізувати іоносферу – шар атмосфери, що використовується для відображення сигналів на великі відстані, – що потенційно може порушити супутникову навігацію на кілька днів.
Економічні ставки дуже високі. У травні 2024 року потужна сонячна подія викликала збої в супутниковій навігації, що призвело до збитків сільськогосподарського сектору США у розмірі 500 мільярдів доларів.
Авіація та радіаційні ризики
Порушення торкаються і неба. Перешкоди в ультрависокочастотному (УВЧ) та дуже високочастотному (ВВЧ) діапазонах можуть призвести до припинення польотів через порушення дальнього зв’язку з пілотами.
Проте скасування польотів може стати необхідним заходом безпеки. Екіпажі літаків, що літають на великих висотах, стикаються з підвищеним ризиком впливу небезпечного випромінювання під час таких подій, особливо у високих широтах. Це створює специфічні ризики для здоров’я вразливих груп, наприклад вагітних членів екіпажу, яким може знадобитися обмеження польотних обов’язків у періоди пікової сонячної активності.
Суть справи: Хоча сонячний шторм навряд чи викличе тотальний «апокаліптичний» колапс, його здатність порушувати роботу електропостачання, зв’язку та транспорту робить його серйозною загрозою для глобальної економічної та фізичної безпеки.
У міру того, як наші технології стають все більш складними, наша вразливість перед капризами Сонця зростає; Однак поліпшення здатності відстежувати і прогнозувати ці сонячні шторми дає нам життєво важливе вікно можливостей для підготовки та пом’якшення наслідків.
