Від підводних інтернет-кабелів до великих силових трансформаторів — сонячні спалахи становлять небезпеку для систем, без яких неможливе сучасне життя. Експерти назвали найвразливіші об’єкти.
Магнітна буря / © Credits
Сонячні спалахи самі по собі не становлять прямої загрози для людей. Однак вони здатні серйозно впливати на інфраструктурні системи, від яких залежить сучасне суспільство. Перш за все, йдеться про лінії електропередач, трубопроводи, залізничні мережі та підводні комунікаційні кабелі.
Про це повідомило видання Space Daily.
Одним із найвідоміших прикладів наслідків космічної погоди стала геомагнітна буря в Канаді у березні 1989 року. Тоді викид корональної маси, який залишив Сонце за два дні до цього, досяг магнітного поля Землі. Унаслідок цього в енергетичній системі канадської провінції Квебек виникли масштабні перебої. Близько шести мільйонів людей залишилися без електроенергії, а знеструмлення тривало дев’ять годин. Водночас сама буря не завдала шкоди мешканцям регіону — проблеми виникли через її вплив на електромережу.
Тоді астроном Річард Каррінгтон зафіксував потужний сонячний спалах, після якого по всьому світу спостерігалися незвично яскраві полярні сяйва. Телеграфні мережі того часу функціонували з перебоями, а оператори повідомляли про іскри в обладнанні. У деяких випадках повідомлення передавалися навіть після відключення джерел живлення завдяки струмам, які виникали в лініях під впливом бурі.
Науковці пояснюють, що Сонце постійно випромінює в космос потоки заряджених частинок. Під час викиду корональної маси в міжпланетний простір потрапляють величезні обсяги плазми разом із магнітним полем. Коли така хмара досягає Землі, вона взаємодіє з магнітосферою планети.
Під час таких процесів змінне магнітне поле створює електричні поля в провідниках. Саме тому найбільше страждають довгі металеві конструкції. У них виникають так звані геомагнітно індуковані струми, які можуть проникати в енергетичні системи, зокрема через заземлення підстанцій.
Для силових трансформаторів такі струми становлять серйозну проблему. Обладнання розраховане на роботу зі змінним струмом, тоді як геомагнітно індуковані струми мають інші характеристики. У результаті трансформатори можуть перегріватися, працювати нестабільно та створювати додаткове навантаження на всю мережу. Саме такий механізм став однією з причин аварії в Квебеку.
За словами фахівців, аналогічний вплив можливий і на інші довгі металеві системи. До них належать трубопроводи, залізничні сигнальні мережі та підводні комунікаційні кабелі. Хоча оптоволокно саме по собі виготовлене зі скла й не реагує на магнітні збурення, міжконтинентальні кабелі також містять металеві провідники, які забезпечують живлення підсилювачів сигналу на великих відстанях.
Саме тому науковці не виключають, що надзвичайно потужний сонячний спалах може призвести до проблем із глобальними комунікаціями. Дослідники звертають увагу, що найбільш вразливими можуть бути міжконтинентальні з’єднання, тоді як локальні мережі в межах міст мають більше шансів продовжити роботу.
Окрему проблему геомагнітні бурі створюють для трубопроводів. Багато з них оснащені системами катодного захисту, які уповільнюють корозію металу. Геомагнітно індуковані струми можуть тимчасово порушувати роботу таких систем, що з часом сприяє швидшому зношуванню труб. Цей процес не призводить до миттєвих аварій, але поступово скорочує термін служби інфраструктури.
Вплив сонячних бур залежить і від географічного розташування. Найсильніші індуковані струми виникають у районах із потужними магнітними збуреннями та породами, які погано проводять електрику. Саме цим пояснюють масштабний збій у Квебеку 1989 року, тоді як Нью-Йорк здебільшого уникнув серйозних наслідків.
У Новій Зеландії оператор енергосистеми Transpower вже використовує магнітометри та проводить навчання з реагування на геомагнітні шторми. Водночас у Південній Африці після сонячних бур у жовтні 2003 року енергокомпанія Eskom зіткнулася з пошкодженням великих трансформаторів. Обладнання перегрівалося зсередини протягом кількох місяців, через що його довелося достроково вивести з експлуатації.
Окрему проблему становлять супутники. На орбіті вони зазнають прямого бомбардування зарядженими частинками, поверхневого заряджання та збільшення атмосферного опору. У лютому 2022 року SpaceX втратила 38 супутників Starlink після того, як сонячний шторм вплинув на умови їхнього виходу на робочі орбіти.
Для прогнозування космічної погоди використовують спеціальні апарати, розташовані в точці Лагранжа L1 приблизно за 1,5 мільйона кілометрів від Землі. Вони можуть попередити про наближення плазмової хмари за 15–60 хвилин до її прибуття. Цього часу достатньо, щоб оператори електромереж зменшили навантаження на трансформатори, а авіакомпанії змінили маршрути полярних рейсів.
За оцінками дослідників, імовірність сонячної бурі масштабу події Каррінгтона становить близько 10% упродовж будь-якого десятиліття. Водночас фахівці наголошують: сама геомагнітна буря безпосередньо не впливає на людину. Її головна загроза полягає у впливі на інфраструктуру, від якої залежить сучасне суспільство.
Нагадаємо, раніше вчені переглянули один із найпоширеніших сценаріїв кінця Землі. Раніше вважалося, що приблизно через 5 млрд років Сонце розшириться до стадії червоного гіганта та поглине нашу планету. Однак нове дослідження припускає, що Земля може уникнути такого фіналу.
Коментарі Сортувати: Нові Старі Популярні Надіслати