یک طوفان خورشیدی قدرتمند قابل مقایسه با رویداد کارینگتون در سال 1859 یک تهدید فرضی نیست، بلکه یک موضوع زمانبندی است. مدلسازی جدید آژانس فضایی اروپا نشان میدهد که طوفانی مشابه امروز میتواند بسیاری از زیرساختهای مداری زمین، از سیستمهای ناوبری گرفته تا ماهوارههای ارتباطی و نظارتی را از بین ببرد. در مقاله Rambler بیشتر بخوانید.
در سال 1859 چه اتفاقی افتاد؟
در 1 سپتامبر 1859، ستاره شناس بریتانیایی، ریچارد کارینگتون، فلش نور درخشانی را در بالای یک لکه خورشیدی غول پیکر به اندازه مشتری مشاهده کرد. این قوی ترین شراره خورشیدی در کل تاریخ مشاهدات ابزاری بود. اندکی پس از آن، زمین توسط یک طوفان ژئومغناطیسی قدرتمند احاطه شد که نزدیک به یک هفته به طول انجامید.
عواقب بی سابقه بود: شفق های قطبی در سراسر جهان ثبت شدند، حتی در عرض های جغرافیایی گرمسیری قابل مشاهده بودند، خطوط تلگراف آسیب دیدند، چندین اپراتور برق گرفت و تجهیزات خودکار آتش گرفتند. در قرن نوزدهم، آسیب محدود بود، زیرا وابستگی بشر به فناوری حداقل بود.
چرا امروز همه چیز متفاوت خواهد بود؟
تمدن مدرن متکی به هزاران ماهواره است که در مدارهای پایین، متوسط و زمین ثابت قرار دارند. آنها ارتباطات، اینترنت، ناوبری، هواشناسی، تراکنش های مالی، نظارت نظامی و مدیریت زیرساخت را ارائه می دهند.
آیا در قمرهای مشتری حیات وجود دارد؟
به گفته آژانس فضایی اروپا (ESA)، اگر رویدادی در مقیاس کارینگتون دوباره اتفاق بیفتد، هیچ نوع ماهواره ای به طور کامل محافظت نمی شود – حتی وسایل نقلیه در مدار پایین زمین که اغلب تا حدی توسط میدان های مغناطیسی و جو محافظت می شوند.
شبیه سازی های جدید ESA چه چیزی را نشان می دهد؟
محاسباتی که اخیراً در Living Science منتشر شده است، به عنوان بخشی از به اصطلاح تمرین امنیت سایبری رومیزی – شبیهسازی سناریوی شدید، در مرکز عملیات فضایی اروپا ESA در دارمشتات انجام شد. این رویداد برای آماده سازی برای پرتاب ماهواره راداری Sentinel-1D است.
این سناریو شعلههای کلاس X45 را شبیهسازی میکند – تقریباً پنج برابر قویتر از قویترین شرارهها در چرخه خورشیدی فعلی. این رویداد در سه مرحله توسعه می یابد:
- یک پرتو آنی تابش تقریباً با سرعت نور به زمین می رسد. چنین امواجی زمانی برای واکنش ندارند و می توانند فوراً به الکترونیک ماهواره واقع در خارج از مگنتوسفر داخلی آسیب برسانند.
- موج دوم تشعشعات، عملکرد سیستم های ناوبری و هماهنگ سازی مداری را مختل می کند و خطر برخورد بین وسایل نقلیه را به شدت افزایش می دهد.
- پرتاب جرم تاجی (CME) یک ابر پلاسما غول پیکر است که با سرعت بیش از هفت میلیون کیلومتر در ساعت حرکت می کند و در حدود 15 ساعت به زمین می رسد و باعث ایجاد طوفان ژئومغناطیسی قدرتمندی می شود.
تهدید اصلی
کارشناسان خطرناک ترین عامل را نه تشعشع، بلکه واکنش لایه های بالایی جو می دانند. تحت تأثیر انرژی طوفان خورشیدی، ترموسفر به شدت گرم می شود و منبسط می شود. ESA تخمین می زند که این می تواند کشش آیرودینامیکی ماهواره ها را تا 400 درصد افزایش دهد.
در نتیجه، دستگاه ها شروع به از دست دادن سریع ارتفاع کردند و مدار را ترک کردند. برخی از آنها در جو می سوزند، برخی دیگر ممکن است به زمین بیفتند. برای اپراتور، این به معنای از دست دادن کنترل، ناتوانی در تنظیم مسیر و اثرات ضربه آبشاری است.
هشدار 2024
در ماه مه سال 2024، زمین با قوی ترین طوفان ژئومغناطیسی در 21 سال گذشته برخورد کرد. اگرچه بسیار ضعیف تر از رویداد کارینگتون بود، اما پیامدهای آن قابل توجه بود: ماهواره های منفرد در مدار پایین گم شدند، خطاهای موقعیت یابی GPS ثبت شد، و در ایالات متحده، اختلال در عملکرد تجهیزات کشاورزی منجر به ضرر حدود 500 میلیون دلاری برای کشاورزان شد. کارشناسان تاکید می کنند که این فقط یک نمونه کوچک از آنچه می تواند در طول یک رویداد خورشیدی بسیار شدید رخ دهد است.
چه زمانی طوفان های خورشیدی رخ می دهد؟
به گفته فیزیکدانان فضایی، طوفان های خورشیدی کلاس کارینگتون به طور متوسط هر 500 سال یک بار رخ می دهد. این بدان معناست که احتمال وقوع چنین رویدادی در قرن بیست و یکم حدود 12 درصد است – نرخی که دانشمندان می گویند بسیار نگران کننده است. به همین دلیل است که ESA، ناسا و سایر آژانس ها به طور فزاینده ای تمرینات سناریو و توسعه سیستم های هشدار اولیه را انجام می دهند. با این حال، حتی با پیش بینی ها، ممکن است زمان کافی برای محافظت کامل وجود نداشته باشد.
بنابراین، شبیهسازیها نشان میدهند که در صورت وقوع یک طوفان خورشیدی قدرتمند، نمیتوان به طور کامل از تلفات جلوگیری کرد. با این حال، پروتکلهای از پیش توسعهیافته به کاهش مقیاس آسیب کمک میکنند: تغییر ماهوارهها به حالت امن، به حداقل رساندن برخوردها و تسریع بازیابی سیستم پس از خرابی.
کارشناسان تاکید می کنند که آب و هوای فضا مانند زلزله یا طوفان در حال تبدیل شدن به یک عامل خطر است. و در محیط وابستگی انسان به فناوری، دیگر نمی توان این تهدید را نادیده گرفت.
قبلاً در مورد اینکه اگر ماه به طور ناگهانی ناپدید شود چه اتفاقی می افتد نوشتیم.