Perfect Storm

Грозит ли высокотехнологичной инфраструктуре «солнечный удар»? В конце августа NASA сообщило о том, что после многочисленных неудачных попыток удалось восстановить связь со спутником STEREO-B

На протяжении 22 месяцев специалисты пытались установить контакт с одним из спутников миссии по изучению солнечной активности. Он был потерян 1 октября 2014 г. после принудительной перезагрузки систем аппарата в ходе его подготовки к так называемому соединению с Солнцем. Наглядное представление об этой конфигурации дает известный фильм «Меланхолия» – объект невозможно увидеть с Земли, когда он находится за нашим светилом.

Научные проекты, связанные с изучением космоса, в последнее время стараются представить как захватывающее шоу. Панорамы вади на Марсе, детальные снимки Плутона, стремительно растущие списки «землеподобных» экзопланет, садящиеся на морскую платформу ракеты носители, красочные промо-ролики будущих амбициозных миссий возродили интерес публики к освоению далеких миров. Такие программы, как STEREO и SDO (Solar Dynamics Observatory), не могут похвастаться презентациями, поражающими воображение непрофессиональной аудитории. Однако новые данные, необходимые для изучения солнечной активности, мониторинга и прогнозирования космической погоды, имеют огромное практическое значение. Более того, не только для индустрии высоких технологий, но и мировой экономики в целом исследование различных аспектов Солнечно-Земных связей может оказаться жизненно важным.

Многие слышали от солнечном супершторме 1859 г. Самую мощную геомагнитную бурю за историю наблюдений и вызвавшие её явления на Солнце часто называют «событием Каррингтона».

Возмущения магнитосферы Земли тогда оказались настолько мощными, что северные сияния можно было наблюдать даже в тропиках, а еще немногочисленные в то время телеграфные линии вышли из строя по всему миру.

Сегодня мы настолько зависим от всевозможных ICT решений и энергосистем, что даже непродолжительные сбои в их работе нередко оборачиваются многомиллиардными убытками. Между тем с конца сороковых годов прошлого века было отмечено множество случаев выхода из строя телекоммуникационных спутников и оборудования, различных элементов инфраструктуры электростанций (в том числе атомных) и сетей энергоснабжения, связанных с геомагнитными бурями, которые, в свою очередь, были вызваны солнечной активностью. При этом следует отметить, что возмущений магнитосферы нашей планеты, сопоставимых по мощности с событием Каррингтона, за это время не было.

В работе Love et al. (2015) показано, что в среднем инциденты, сравнимые или даже более разрушительные, чем супершторм 1859 г., происходят по крайней мере один раз за столетие.

Специалисты Cambridge Centre for Risk Studies недавно представили результаты моделирования, проведенного с целью определить возможный ущерб и последствия такой геомагнитной бури. Даже самый оптимистичный из рассмотренных сценариев предполагает, что прямые и косвенные убытки, вызванные сбоями в глобальной цепи поставок, составят около полутриллиона долларов.

Ряд других исследований указывает на то, что совокупные потери мировой экономики в случае, если событие Каррингтона повторится в наше время, составят более двух триллионов долларов, при этом едва ли можно точно оценить возможные социальные последствия. Блэкаут, который затронет сотни миллионов человек во всем мире, едва ли окажется самой серьезной проблемой. Кроме того, мы уже были свидетелями того, как даже сравнительно незначительные на начальном этапе экономические неурядицы становились триггерами глобальных потрясений.

Уровень готовности инфраструктуры к серьезным геомагнитным бурям в развитых государствах серьёзно повысился. В странах Скандинавии и в Австралии проведена большая работа по совершенствованию защиты различных элементов инфраструктуры и включению данных мониторинга космической погоды в системы управления. Это не случайно, поскольку из-за топологии магнитосферы Земли именно на высоких широтах последствия магнитных бурь могут быть наиболее ощутимыми.

Для космических аппаратов зачастую куда большее значение имеет непосредственное воздействие солнечного ветра, резкое повышение интенсивности которого, собственно, и является причиной магнитных бурь, возникающих при его вторжении в магнитосферу Земли.

Примечательно, что в 2012 г. выброс вещества из солнечной короны, сравнимый по своим характеристикам с тем, что вызвал супершторм 1859 г., лишь немного разминулся с нашей планетой. На его пути оказался один из спутников миссии STEREO, о которой уже говорилось выше. Однако, поскольку он был изначально спроектирован для работы в «агрессивной» среде, аппарат остался в строю и заснял это событие.

Можно сказать, четыре года назад нам крупно повезло. Тогда поток плазмы, летящий со скоростью несколько тысяч километров в секунду, прошел мимо Земли.

На данный момент горизонт прогнозирования космической погоды с приемлемой точностью составляет 1-3 дня. Мы не можем наверняка сказать, когда именно нам следует ждать неприятностей. Тем не менее, анализируя статистические данные, можно сделать некоторые предположения. Расчеты Pete Riley, представленные в статье «On the probability of occurrence of extreme space weather events», показывают, что вероятность нового события Каррингтона в интервале 2012-2022 гг. составляет около 12%. Много это или мало? Зависит от выбранной системы оценки рисков. Однако в этот раз, если северным сиянием удастся полюбоваться на Гавайях, перебоями в работе телеграфа дело точно не ограничится.