В жаркий день в августе 1972 года, ближе к концу войны во Вьетнаме, десятки военно-морских мин у побережья Хайфонга в Северном Вьетнаме начали взрываться без предупреждения. В марте 1989 года произошел магнитный всплеск, который отключил электричество во всей канадской провинции Квебек. В то время как в 1859 году событие вызвало появление телеграфных линий, разжигание костров и северное сияние, настолько яркое, что британские наблюдатели за звездами могли читать газеты ночью. В наши дни ученые знают, что все эти события были вызваны интенсивной космической погодой, способной нанести ущерб электрическим сетям и электромагнитно-чувствительным технологиям.

Важно отметить, что у современных ученых есть кое-что, чего не было у наблюдателей десятилетия назад — сложные спутниковые данные и моделирование, которые могут точно прогнозировать космическую погоду .

«Если прогнозирование космической погоды является неточным… космические бури могут привести к сбоям в работе спутников, прерыванию связи, неправильным навигационным данным со спутников GPS, принудительному изменению маршрута на полярных трассах полета или установлению наземных индуцированных токов, которые могут серьезно повлиять на эксплуатация электрических сетей и трубопроводов », — сказал профессор Робертус фон Фай-Зибенбурген, который возглавлял проект под названием PROGRESS в Шеффилдском университете в Великобритании.

Вместе с другими учеными он координировал работу по повышению надежности систем, предсказывающих события космической погоды, путем измерения солнечного ветра на расстояниях от Земли, которые превышали ранее возможные.

Солнечная активность следует за 11-летним циклом высоких и низких периодов. Это высокие периоды, когда наиболее вероятно, что произойдут такие события, как выбросы корональной массы (CME), когда Солнце сбрасывает в космос огромные массы заряженной плазмы. Эти заряженные частицы, направленные на Землю, могут воздействовать уже через полдня. Много раз первое реальное предупреждение может прийти только за час до этого.

«Последствия опасностей космической погоды могут привести к чему угодно — от незначительных неудобств в работе до полной потери сегментов нашей современной технологической инфраструктуры», — сказал профессор фон Файзибенбурген.

«Наихудший сценарий может привести к регрессу экономики страны даже на десятилетие».

Обновленные прогнозы

«Если мы сможем успешно спрогнозировать состояние солнечного ветра в точке L1 (точка между Землей и Солнцем, где силы гравитации равны) на основе наблюдений за солнечным диском, мы можем увеличить этот прогнозный горизонт примерно до одного дня (в худшем случае сценарий) », — сказал он.

Одним из способов, которым это удалось сделать проекту, было использование более продвинутого компьютерного моделирования вместо того, чтобы ждать ожидаемых результатов.

Используя машинное обучение для просеивания данных, компьютеры могут прогнозировать уровень геомагнитной активности из-за взаимодействия солнечного ветра с земным магнитным полем, предсказывая, как частицы перемещаются между магнитным полем и радиационными поясами.

Например, эффект воздействия частиц может сильно зависеть от направления магнитного поля CME.

«Некоторые из этих частиц могут терять свою энергию в атмосферу, вызывая северное сияние / australis. Другие частицы могут получать энергию, создавая угрозу для спутников, вращающихся вокруг радиационных поясов. Солнечные вспышки могут испускать интенсивные вспышки рентгеновских лучей, которые могут глубоко проникать в ионосферу, серьезно нарушая работу систем радиосвязи и навигации », — сказал профессор фон Файзибенбурген.

Он считает, что нам еще предстоит пройти долгий путь в улучшении прогнозов, отметив, что наземная сеть мониторинга или спутники, расположенные сбоку или позади Солнца относительно Земли, могут привести к дальнейшим улучшениям.

«Эти системы (наземные или космические) обеспечат надежное прогнозирование на срок от трех до пяти дней, что является временем, которое отрасль и другие заинтересованные стороны очень долго желали».

Альтернативные взгляды

Доктор Ричард Харрисон из Лаборатории Резерфорда Эпплтона в Великобритании находится на аналогичной трассе. Он и его коллеги в проекте под названием HELCATS использовали спутник, настроенный для наблюдения за Солнцем и Землей с бокового обзора, известный как STEREO , для сбора данных о CME и их различиях в скорости, плотности и направлении на протяжении солнечного цикла.

«Идея заключалась в том, чтобы использовать данные гелиосферной визуализации STEREO с наблюдениями более 1000 CME с 2007 года и применять новейшие и лучшие методы анализа и моделирования для исследования идентификации, отслеживания и прогнозирования событий CME в гелиосфере», — сказал он. сказал.

Комбинируя солнечные события, полученные из изображений и моделирования, они смогли помочь улучшить прогнозы времени прибытия на Землю, лучше понимая, как CME взаимодействуют друг с другом, когда они распространяются наружу от Солнца.

«Проект HELCATS — это ресурс для исследовательского сообщества. Каталоги будут по-прежнему широко использоваться, и оценка моделей оказала длительное влияние на наш подход к изучению событий, связанных с Землей », — сказал он.

«Прогнозирование космической погоды становится все более и более важным, и наши современные технологии гораздо более восприимчивы к воздействиям космической погоды. Угроза признается в той степени, в которой суровая космическая погода в настоящее время включена в национальные реестры рисков многих стран ».