Солнечная вспышка поддержала разработку щита для Земли

Светило 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 гигантского проекта 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.

Выдающаяся вспышка (показан момент выброса плазмы) была сгенерирована активной группой пятен под номером 1121 (фото NASA/SDO/AIA).

Но если высокая активность упомянутых пятен не спадёт, нас могут ждать сюрпризы. Вследствие вращения Солнца 12-13 ноября данная область окажется близ центра солнечного диска. При таком расположении новая вспышка такой же силы и последующий выброс солнечного вещества вызовут на Земле как минимум мощные полярные сияния. Но последствия могут быть и серьёзнее.

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".

А здесь вызвавшая небольшой переполох группа 1121 показана в ультрафиолете за день до события. Снимок со спутника SOHO (фото NASA/SOHO).

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 момент 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. На снимке – вспышка и выброс 8 сентября 2010 года (фото NASA/SDO).

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.