Примхлива космічна погода: як сонячні бурі впливають на життя планети і що робити людству

На жаль, через величезну складність Сонця й недосконалість наших технологій, вчені не можуть сказати точно, коли наступить пік і почнеться спад, пише 24 Канал. Вони можуть лише констатувати фактичні показники.

Згідно з ранніми прогнозами, сонячний максимум повинен був наступити десь у 2025 році, але останні спостереження показали настільки високу й незвичну навіть для таких періодів активність, що науковці припустили настання максимуму вже у 2024-му. Закриття поточного циклу очікується приблизно до 2030 року.

Вчені спостерігають

Саме нинішня точка циклу є надважливою для нас з погляду моніторингу космічної погоди, адже в часи максимумів спостерігається зростання кількості сонячних спалахів, викидів корональної маси і сонячних штормів.

Ці спалахи, хоч і рідко, але можуть опосередковано впливати на нас, людей. Існують деякі технології, які піддаються впливу сонячного викиду та випромінювання. Це, наприклад, супутники, які починають збоїти, вимикатися або навіть сходити з орбіти назад в атмосферу.

У 2022 році SpaceX була змушена звести майже партію щойно запущених апаратів Starlink (38 із 49 штук), оскільки їх пошкодив сонячний спалах. Вони згоріли в атмосфері. Такі сонячні викиди впливають також на зв'язок, радіо, створюють радіаційну небезпеку для астронавтів, а в найгірших – але рідкісних – випадках навіть можуть призвести до відключення електрики на поверхні планети.

Перебої в роботі критично важливої інфраструктури можуть дуже дорого коштувати економіці розвинених країн. Збої, спричинені сонячною активністю, коштують десятки мільярдів доларів щороку, хоч ми, кінцеві споживачі, цього часто й не помічаємо.

Понад половини цих збитків спричинені непрямими витратами, пов'язаними з перебоями в ланцюгах постачання. Збитки від сонячних явищ можуть призвести до логістичних затримок, простоїв виробництва, збільшення операційних витрат, дефіциту товарів та інших проблем у міжнародній торгівлі.

Прогнозування сонячної погоди також відіграє вирішальну роль у безпечному та ефективному дослідженні космосу. Без точних прогнозів і прогностичної аналітики космічні місії та астронавти, які беруть у них участь, наражаються на ризик радіаційного опромінення та збоїв у роботі обладнання космічних кораблів, ракет, станцій.

Тож з огляду на все це існує критична необхідність вивчення, розуміння й прогнозування космічної погоди.

Проблеми та їхні рішення

У 2024 році моніторинг та аналіз космічної погоди здійснюється переважно державними установами та науковими організаціями. Двома основними постачальниками інформації є Національне управління океанічних і атмосферних досліджень у США та Європейське космічне агентство. Ці організації керують даними з різних джерел, які включають супутникові спостереження та наземні обсерваторії, щоб створити комплексну картину сонячної активності.

Крім того, ці організації часто використовують емпіричні моделі прогнозування, які базуються на історичних даних. Ці моделі допомагають виявити закономірності та кореляції в явищах космічної погоди, які потім можуть бути використані для прогнозування майбутніх подій. Однак ця інформація не завжди є точною або актуальною, що значно знижує релевантність і ефективність прогнозування. Особливо це помітно сьогодні, коли наше Сонце поводиться вкрай непередбачувано.

Людство часто страждає від вибриків своєї зорі

У березні 1989 року, коли сучасні методи прогнозування космічної погоди ще не були доступні, потужна геомагнітна буря, викликана спалахом на Сонці, спричинила масштабні технологічні збої та відключення в канадській електромережі. Мільйони мешканців та підприємств у провінції Квебек були знеструмлені протягом дев'яти годин. Інший сонячний спалах у серпні того ж року призвів до зупинки фінансової біржі Торонто на три години.

Такі події є ілюстративними та доводять необхідність розробки ефективних систем, які можуть надавати точні та актуальні дані про сонячну погоду. На відміну від земної погоди, космічна є глобальним явищем, яке впливає на всю планету. Тому якісне прогнозування вимагає збору та аналізу даних з усього світу, що може бути досягнуто лише завдяки глобальному підходу та всебічному міжнародному співробітництву.

Що потрібно робити?

Першим важливим кроком має стати створення єдиного глобального сховища даних про космічну погоду. Це передбачає збір і зберігання величезної кількості інформації про сонячну активність з різних джерел, таких як космічні апарати, наземні обсерваторії та дослідницькі центри в різних країнах.

Це допомогло б уникнути фрагментації даних, заповнити прогалини в прогнозах і забезпечити комплексне розуміння стану космічної погоди для всіх, хто цього потребує.

Ще одним важливим кроком на шляху розвитку моніторингу та аналізу сонячної погоди є інтеграція інноваційних рішень у космічну інфраструктуру. Наразі більшість інформації про космічну погоду надходить від великих державних систем та супутникових угруповань, які надають фрагментарні дані з великими часовими затримками.

Чому це роблять вже сьогодні?

Утримання цих систем потребує великих витрат для національних економік і пов'язане зі значною кількістю бюрократичних бар'єрів. Цю проблему можна усунути шляхом впровадження невеликих супутникових груп, виведених на низьку навколоземну орбіту і такі проєкти вже в роботі.

Вони стануть надійним резервом для дорогих наукових місій і значно спростять процес моніторингу сонячної погоди та зменшать витрати, забезпечивши безперервний збір даних і запобігаючи втраті важливої інформації про космічне випромінювання в разі виходу з ладу основних супутників.

Нова ера

Моніторинг та аналітика космічної погоди — це не просто питання наукових досліджень, це нагальна потреба, яка може змінити майбутнє людства в космосі та на Землі. Досягнення в цій галузі відкриють багато нових можливостей для людської цивілізації в цілому.

• Експедиції за межі навколоземного простору стануть безпечнішими та доступнішими. Точні прогнози космічної погоди дозволять космічним агентствам планувати місії в далекий космос з мінімальним ризиком для астронавтів і обладнання, відкриваючи шлях до дослідження екзопланет і астероїдів, включаючи колонізацію Місяця і Марса. Очікується, що такі місії стануть регулярними до 2030 року.
• Буде посилено захист земної інфраструктури. Розуміючи, коли і як сонячні бурі можуть вплинути на нашу планету, ми зможемо запобігти відключенням електроенергії, які можуть залишити житлові райони без світла та опалення, забезпечити стабільний мобільний зв'язок та доступ до інтернету, а також гарантувати безпеку авіаперельотів, захистивши рейси на значній висоті від радіаційного впливу сонячних штормів. Це допоможе людству захистити себе як від незначних незручностей, так і від серйозних загроз здоров'ю та безпеці.
• Буде простимульовано розвиток космічної економіки. Надійний захист від впливу сонячної погоди зробить космічний туризм, видобуток ресурсів і будівництво позаземних виробничих потужностей новою реальністю.

Таким чином, плани SpaceX щодо колонізації Марса є втіленням довгострокового бачення розвитку космічної економіки. Створення людських поселень на Червоній планеті передбачає не лише дослідження та створення нових умов для проживання в космосі, але й створення нових економічних моделей видобутку та виробництва ресурсів з позаземних джерел.

Потенціал, життєздатність і безпека цих проєктів значною мірою залежать від якісного аналізу та прогнозування сонячних погодних умов.