Примерно 13 000 лет назад Солнце излучило мощный выброс радиации, который обрушился на Землю и оставил свой след в древних кольцах деревьев. Этот солнечный шторм стал самым мощным из когда-либо зарегистрированных. Следующим по силе было событие Кэррингтона 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 имени Джонса Хопкинса (APL) собрала экспертов для проведения настольного упражнения, направленного на проверку готовности государственных и племенных агентств к сильному солнечному шторму, подобному тем, что произошли ранее. Специалисты в области солнечной энергетики, космические агентства, операторы спутниковой связи, владельцы электросетей и многие другие давно знают о влиянии космической погоды на передовые технологии. В учениях приняли участие заинтересованные стороны на всех уровнях государственного управления и промышленности, чтобы повысить нашу готовность к явлениям космической погоды.

Эффекты космической погоды.

Когда геомагнитная буря обрушивается на Землю, происходит множество явлений. Заряженные частицы от Солнца, доставляемые солнечным ветром, сталкиваются с нашей магнитосферой, и эти частицы захватываются магнитными линиями силового поля, что приводит к великолепным проявлениям полярных сияний на обеих полюсах Земли. Особенно мощная буря вызывает, среди прочего, наземные токи, которые могут вывести из строя электрические сети и нарушить наземные коммуникации.

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.

В качестве примера, в марте 1989 года мощный солнечный выброс вызвал солнечную бурю, в результате которой в восточной Канаде произошло массовое отключение электроэнергии. Миллионы людей остались без электричества на протяжении около девяти часов. В то же время была повреждена один из электростанция в Нью-Джерси.

В 2024 году еще одна буря обрушилась на США в выходные, приуроченные к Дню матери, вызвав великолепные проявления северного сияния по всему миру. Это событие космической погоды также повлияло на некоторые телевизионные и радиосигналы, и ряд энергетических компаний предприняли меры для защиты своих систем. Кроме того, это затронуло некоторые спутниковые коммуникации. Однако, по сравнению с событиями 1989 и 1839 годов, это было относительно безобидное проявление космической погоды.

Благодаря урокам, извлеченным из предыдущих событий, операторы электрических сетей и спутников (в числе прочих) теперь лучше подготовлены. Тем не менее, необходимо предпринять дополнительные шаги для обеспечения ранних предупреждений, чтобы правительства, компании и отдельные граждане могли быть готовы. Именно здесь настольное упражнение в APL оказывается крайне полезным.

Насколько мы готовы к сильной геомагнитной буре?

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. Однако по-прежнему существуют пробелы в готовности учреждений и правительств к таким событиям и реагировании на них.

В ходе круглого стола было рассмотрено множество шагов, необходимых для реагирования на проблемы космической погоды.

«Это упражнение объединило экспертов по космической погоде и специалистов, отвечающих за управление чрезвычайными ситуациями, реагирование и восстановление», — отметил Иэн Коэн, руководитель научных исследований APL. Это помогло нам, ученым, не только донести информацию до этих высокопоставленных руководителей, но и выявить ключевые пробелы в исследованиях и наблюдениях, а также научиться наилучшим образом доносить сложные темы космической погоды до лиц, принимающих решения".

В «Отчете о действиях после мероприятия», опубликованном в этом году, участники признали, что наша подготовка стала лучше по сравнению с прошлым, однако все еще существуют критически важные потребности, требующие решения. Среди них — улучшение координации между агентствами и другими заинтересованными сторонами для создания значимых и понятных уведомлений о космической погоде, которые четко обозначают влияние на различные элементы инфраструктуры.

В такой координации и коммуникации между государственными органами (например, между NASA и NOAA или службами безопасности) должно участвовать все правительство. Кроме того, необходимы улучшения в области прогнозирования и раннего предупреждения, а также более широкое общественное просвещение о последствиях космической погоды и о том, как правительства и учреждения справляются с результатами таких бурь.

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.