Как Земля может избежать неожиданных ударов разрушительных солнечных бурь

Солнечные штормы, которые вызвали захватывающие северные сияния в прошлые выходные, также способны парализовать наши спутниковые системы в космосе. В этот раз Земля, кажется, избежала геомагнитного удара. Но Солнце приближается к солнечному максимуму, периоду в своем цикле продолжительностью 11 лет, в течение которого наша желтая карликовая звезда достигает своей наивысшей активности, поэтому в теории все еще может случиться что угодно.
Согласно отчетам, северное сияние было видимо даже на 26 градусах магнитной широты, и NASA сообщает, что этот недавний шторм может соперничать с некоторыми из самых низких северных сияний в истории за последние пять веков.
Такие геомагнитные танцы давно известны по всему миру как способ нарушения работы электроники и связи. Событие Каррингтона 1859 года, самый сильный геомагнитный шторм в истории Земли, осветил небеса и нарушил работу телеграфной связи, когда электроника была в самом начале своего развития.
Что касается этого недавнего шторма?
“Мы были удивлены видеть так много солнечных корональных выбросами, направленных на Землю, из одной и той же активной области на Солнце”, – сообщил мне по электронной почте Ян Коэн, главный ученый по гелиофизике в Лаборатории прикладной физики Университета Джонса Хопкинса в Мэриленде. “Как было замечено, было до пяти коронально-массовых выбросов, направленных на Землю”, – говорит он.
Корональный массовый выброс можно описать как миллиарды тонн горячего газа, выброшенные из Солнца, движущиеся со скоростью миллиона миль в час, говорит Национальное управление по океанической и атмосферной администрации.
Двигаясь со скоростью до 3 миллионов миль в час, эти выбросы объединились в волны, которые достигли Земли, начиная с 10 мая этого года, сообщает NASA. Эти коронально-массовые выбросы на самом деле вызвали длительный геомагнитный шторм, который достиг рейтинга G5 – самый высокий уровень на шкале геомагнитных штормов, сообщает NASA.
Самые быстрые коронально-массовые выбросы, направленные на Землю, могут достигнуть нашей планеты всего за 15-18 часов; более медленные выбросы могут занять несколько дней на прибытие, говорит NOAA.
Северные сияния вызываются столкновением энергичных солнечных частиц из космоса с кислородом и азотом в атмосфере, говорит Коэн. Атомарный кислород создает зеленые и красные цвета, в то время как синие (а иногда и фиолетовые) сияния обычно вызваны столкновениями с молекулярным азотом, говорит он.
Что нужно сделать, чтобы гарантировать, что мы никогда больше не будем неожиданно столкнуты с событием Каррингтона?
Во-первых, нам нужно усилить наши наблюдательные и моделирующие возможности – добавить новые космические аппараты для мониторинга пространства между Солнцем и Землей, говорит Коэн. Во-вторых, нам нужно убедиться, что промышленные секторы, потенциально затронутые такими помехами, могут реализовать стратегии смягчения последствий шторма, говорит он.
Мы полагаемся на передачу сигналов вверх и вниз через атмосферу для отслеживания и связи со спутниками, говорит Коэн. Но геомагнитные штормы могут влиять и искажать эти сигналы, поэтому сервисы, такие как GPS, могут быть затронуты, говорит он.
Геомагнитные штормы также могут увеличить как атмосферное расширение, так и сопротивление, которое может вызвать перегрев спутников на околоземной орбите до небезопасных уровней и даже неожиданное сгорание, говорит он.
В ближайшие годы мы надеемся на две новых космических миссии: межзвездную миссию и ускорение NASA (IMAP) и Продолжение слежения NOAA за космической погодой (SWFO), которые каждая пройдет миллион миль в сторону от Земли, говорит Коэн. Мы надеемся, что они станут своего рода буйками предупреждения в космосе, чтобы получить информацию о характеристиках коронально-массовых выбросов до их воздействия на Землю, говорит он.
Наконец, миссии Геопространственной динамической констеляции NASA (GDC) и Взаимосвязи динамической нейтральной атмосферы-ионосферы (DYNAMIC) находятся в начальной формулировке, но они помогут нам лучше понять верхнее атмосферное расширение, которое может повлиять на спутники, говорит он.
Такие измерения также будут ценными, когда астронавты вернутся на Луну и позже на Марс, говорит NASA.
Могут ли спутники когда-либо стать невосприимчивыми к геомагнитным штормам?
Мы можем потенциально дойти до момента, когда мы сможем встроить автономию в наши спутниковые операции так, чтобы они могли автоматически реагировать на интенсивную геомагнитную активность, говорит Коэн.
Тем временем NASA сообщает, что есть некоторые хорошие новости, касающиеся последней активности Солнца.
Солнечный регион, ответственный за последнюю бурную погоду, сейчас поворачивается к задней стороне Солнца, где его воздействие не может достичь Земли, сообщает NASA.