Новый мегапроект "Солнечный щит" от NASA защитит коммуникации и электросети Земли от последствий солнечных вспышек

Дневное светило в начале ноября порадовало учёных одной из самых сильных и ярких в рентгеновском диапазоне вспышек за несколько последних лет. Событие послужило поводом заговорить о потенциальной пользе развиваемого американским космическим агентством мегапроекта по защите электрических сетей от крупных солнечных штормов.

В классификации солнечных вспышек (Solar flare classifications) имеются пять основных градаций по возрастающей, и каждая в десять раз больше предыдущей: A, B, C, M и X, а внутри них ещё имеется уточнение - от 1 до 9. Вспышка 6 ноября 2010 года достигла класса M5.4 и создала волны ионизации в верхних слоях атмосферы Земли, которые изменили распространение радиоволн низкой частоты, - сообщает NASA.

К счастью, группа солнечных пятен, выдавшая этот знаменательный всплеск, находилась вблизи края диска, так что корональный выброс ушёл в сторону от Земли.

Но если высокая активность упомянутых пятен не спадёт, нас могут ждать сюрпризы. NASA напоминает, что в 1859 году ряд телеграфных станций был охвачен пожарами. Они возникли от токов, наведённых сильнейшим магнитным штормом, в свою очередь вызванным вспышкой на Солнце и чудовищным корональным выбросом (Событие Кэррингтона).

Чтобы минимизировать ущерб от подобных катастроф, NASA разрабатывает проект «Солнечный щит» (Solar Shield). Он опирается на вычислительные мощности межагентского центра компьютерного моделирования (CCMC), расположенного в центре Годдарда (Goddard Space Flight Center). Цель предприятия - предсказание последствий солнечного шторма с точностью едва ли не до «единичного трансформатора».

Теоретически работает Solar Shield так. Вспышка и выброс фиксируются спутником SOHO и аппаратами-близнецами STEREO. Тут же составляется трёхмерная модель потока заряженных частиц, позволяющая предсказать, когда он достигнет Земли (а это происходит обычно через 24-48 часов). За 30-60 минут до удара по нашей планете плазма минует спутник ACE, висящий в точке Лагранжа между Солнцем и Землёй. Данные с ACE позволяют уточнить скорость и плотность облака.

CCMC практически сразу предсказывает силу полей и токов в верхних слоях атмосферы Земли и распространение их на земле (так называемые наведённые геомагнитные токи). Эта информация может быть оперативно передана энергосетям, чтобы в самый пик шторма были отключены наиболее уязвимые узлы или прекращены опасные для людей ремонтные работы. Ложные тревоги такого рода могут дорого обойтись компаниям, но и цена аварии не меньше. Так что точность прогноза тут обладает огромным значением. Солнечные вспышки в самых тяжёлых случаях могут повреждать электрические трансформаторы. Крупные сбои в энергосетях США, Европы и Канады по этой причине происходили в XX веке и начале века нынешнего.

Официальный старт проекту, фактически - декларация самой идеи, был дан в 2007 году. Далее учёные составляли план «реакции на атаку», собирали идеи и технологии, которые могли быть включены в щит, испытывали отдельные его компоненты, в частности, прогоняли через компьютер модели солнечно-земных связей. В 2008 году в сыром и упрощённом виде экспериментальная «машина предсказаний» уже работала и была проверена на ряде событий. А в апреле 2010-го команда составила для NASA финальный отчёт о работе - только теперь проект обрёл более-менее окончательный вид. Так что пока «Солнечный щит» как полностью готовый к употреблению конечными пользователями продукт не существует. Можно сказать, что он работает в тестовом режиме, а его создатели только набирают опыт для уточнения компьютерных программ. Тем временем некоторые компании уже разместили в своих энергосетях датчики, фиксирующие последствия солнечных штормов для силового оборудования. Эти данные поступают в проект Solar Shield для проверки корректности прогнозов. Беда в том, что пока Солнце не очень активно и действительно ярких вспышек мало.

Может, дальше всё изменится и учёные наберут в свой портфель немало «образчиков» солнечных вспышек. Но вот что интересно. Насчёт уровня активности Солнца в наступившем и последующем циклах имеется любопытное предсказание: солнечные пятна могут вовсе пропасть, а светило на много лет превратиться в паиньку.

Источник: Журнал «Рынок Электротехники»