Солнечная буря может оставить Землю без света и интернета: чем грозит космическая непогода

Солнечные бурисами по себе не представляют прямой опасности для людей. Однако они способны серьезно повлиять на инфраструктуру, от которой зависит современное общество. Прежде всего речь идет о линиях электропередач, трубопроводах, железнодорожных системах и подводных кабелях связи.

Об этом сообщило издание Space Daily.

Одним из самых известных примеров последствий космической погоды стала геомагнитная буря в Канаде в марте 1989 года. Тогда выброс корональной массы, который за два дня до этого покинул Солнце, достиг магнитного поля Земли. В результате в энергосистеме канадской провинции Квебек возникли масштабные перебои. Без электроэнергии остались около шести миллионов человек, а отключение электроэнергии длилось девять часов. При этом сама буря не нанесла вреда жителям региона — проблемы возникли из-за её воздействия на электросеть.

Тогда астроном Ричард Каррингтон наблюдал мощную солнечную вспышку, после которой по всему миру фиксировались необычно яркие полярные сияния. Телеграфные сети того времени работали с перебоями, а операторы сообщали об искрах в оборудовании. В некоторых случаях сообщения передавались даже после отключения источников питания благодаря токам, возникавшим в проводах под воздействием бури.

Учёные объясняют, что Солнце постоянно выбрасывает в космос потоки заряженных частиц. Во время выброса корональной массы в межпланетное пространство попадают огромные объёмы плазмы вместе с магнитным полем. Когда такое облако достигает Земли, оно взаимодействует с магнитосферой планеты.

В ходе таких процессов переменное магнитное поле создает электрические поля в проводниках. Именно поэтому больше всего страдают длинные металлические конструкции. В них возникают так называемые геомагнитно-индуцированные токи, которые могут проникать в энергосистемы, в частности через заземление подстанций.

Для силовых трансформаторов такие токи представляют собой серьезную проблему. Оборудование рассчитано на работу с переменным током, тогда как геомагнитно-индуцированные токи обладают иными характеристиками. В результате трансформаторы могут перегреваться, работать нестабильно и создавать дополнительную нагрузку на всю сеть. Именно такой механизм стал одной из причин аварии в Квебеке.

По словам специалистов, аналогичное воздействие возможно и на другие длинные металлические системы. К ним относятся трубопроводы, железнодорожные сигнальные сети и подводные кабели связи. Хотя оптоволокно само по себе изготовлено из стекла и не реагирует на магнитные возмущения, межконтинентальные кабели также содержат металлические проводники, которые обеспечивают питание усилителей сигнала на больших расстояниях.

Именно поэтому ученые не исключают, что чрезвычайно мощная солнечная буря может привести к проблемам с глобальными коммуникациями. Исследователи обращают внимание на то, что наиболее уязвимыми могут оказаться межконтинентальные соединения, тогда как локальные сети в пределах городов имеют больше шансов продолжить работу.

Геомагнитные бури создают особую проблему для трубопроводов. Многие из них оснащены системами катодной защиты, которые замедляют коррозию металла. Геомагнитно-индуцированные токи могут временно нарушать работу таких систем, что со временем способствует более быстрому износу труб. Этот процесс не приводит к мгновенным авариям, но постепенно сокращает срок службы инфраструктуры.

Влияние солнечных бурь зависит и от географии. Наиболее сильные индуцированные токи возникают в районах с мощными магнитными возмущениями и породами, плохо проводящими электричество. Именно этим объясняют масштабный сбой в Квебеке в 1989 году, в то время как Нью-Йорк в основном избежал серьезных последствий.

В Новой Зеландии оператор энергосистемы Transpower уже использует магнитометры и проводит учения по реагированию на геомагнитные бури. В то же время в Южной Африке после солнечных бурь в октябре 2003 года энергокомпания Eskom столкнулась с повреждением крупных трансформаторов. Оборудование перегревалось изнутри в течение нескольких месяцев, из-за чего его пришлось досрочно вывести из эксплуатации.

Отдельной проблемой остаются спутники. На орбите они подвергаются прямому бомбардированию заряженными частицами, поверхностному заряжению и увеличению атмосферного сопротивления. В феврале 2022 года SpaceX потеряла 38 спутников Starlink после того, как солнечная буря повлияла на условия их выхода на рабочие орбиты.

Для прогнозирования космической погоды используются специальные аппараты, расположенные в точке Лагранжа L1 примерно в 1,5 миллиона километров от Земли. Они могут предупредить о приближении плазменного облака за 15–60 минут до его прибытия. Этого времени достаточно, чтобы операторы электросетей снизили нагрузку на трансформаторы, а авиакомпании изменили маршруты полярных рейсов.

По оценкам исследователей, вероятность солнечной бури масштаба события Каррингтона составляет около 10% в течение любого десятилетия. В то же время специалисты отмечают: сама по себе геомагнитная буря не оказывает непосредственного влияния на человека. Её главная угроза заключается в воздействии на инфраструктуру, от которой зависит современное общество.

Лионель Месси / © Associated Press Флаг Канады / © Pexels Фрегат «Адмирал Горшков» производит пуск гиперзвуковой ракеты «Циркон» / © скриншот с видео Россия готовит гибридную атаку / © Associated Press