Як сонячні бурі впливають на життя планети та що робити людству

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

В 2024 році моніторинг та аналіз космічної погоди в основному забезпечують державні установи та наукові організації. Основними джерелами інформації є Національне управління океанічних і атмосферних досліджень США та Європейське космічне агентство. Вони управляють даними з різноманітних джерел, включаючи супутникові спостереження та наземні обсерваторії, для створення всебічного образу сонячної активності.

Ці організації також часто застосовують емпіричні моделі прогнозування, засновані на історичних даних, щоб виявляти закономірності та кореляції у явищах космічної погоди, які можуть бути використані для передбачення майбутніх подій. Проте, інформація не завжди точна чи своєчасна, що знижує точність та ефективність прогнозів, особливо зараз, коли активність Сонця є надзвичайно непередбачуваною.

Людство часто страждає від вибриків своєї зорі

У березні 1989 року, коли сучасні методи прогнозування космічної погоди ще не існували, потужна геомагнітна буря, спровокована вибухом на Сонці, викликала масові технологічні збої та відключення електроенергії в Канаді. Мільйони жителів і бізнесів у провінції Квебек залишилися без світла на дев’ять годин. Інший випадок сонячного спалаху в серпні того ж року спричинив зупинку Торонтської фінансової біржі на три години.

Ці події слугують яскравим прикладом та підкреслюють важливість створення ефективних систем, здатних надавати точні та своєчасні дані про сонячну активність. Відмінно від земної погоди, космічна погода є глобальним феноменом, що впливає на всю планету. Тому якісне прогнозування вимагає збору та аналізу даних з усього світу, що можливо лише через глобальну співпрацю та міжнародне партнерство.

Що потрібно робити?

Створення єдиного глобального репозиторію даних про космічну погоду є першочерговим завданням. Це включає збір та збереження об’ємної інформації про сонячну активність з різноманітних джерел, включаючи космічні апарати, земні обсерваторії та наукові центри по всьому світу.

Це дозволить уникнути фрагментації даних, заповнити прогалини у прогнозуванні та забезпечити всебічне розуміння космічної погоди для зацікавлених сторін.

Іншим ключовим аспектом розвитку моніторингу та аналізу космічної погоди є впровадження інноваційних технологій у космічну інфраструктуру. Зараз основна інформація про космічну погоду походить від великих державних систем і супутникових констеляцій, які надають обмежені дані зі значними затримками.

Чому це роблять вже сьогодні?

Підтримка цих систем вимагає значних витрат для національних економік та пов’язана з великою кількістю бюрократичних перешкод. Проблему можна вирішити за допомогою запуску невеликих груп супутників на низьку навколоземну орбіту, і такі проекти вже знаходяться в стадії реалізації.

Ці супутники стануть надійним запасним варіантом для дорогих наукових місій, спростять моніторинг сонячної активності та зменшать витрати, забезпечуючи неперервний збір даних і запобігаючи втраті важливої інформації про космічне випромінювання у разі несправності 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.

1. 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.
2. 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.
3. Буде простимульовано розвиток космічної економіки. Надійний захист від впливу сонячної погоди зробить космічний туризм, видобуток ресурсів і будівництво позаземних виробничих потужностей новою реальністю.

Цікаво NASA випадково ввімкнула аварійний запис під час трансляції з МКС, чим нажахала глядачів

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.