کبوترهای مسابقه ای، فضاپیماها و شبکه های برق چه چیزی مشترک دارند؟ همه آنها در برابر اختلال از قدرت خورشید آسیب پذیر هستند.

خورشید همه ما را به هم متصل می کند و زندگی روی زمین را ممکن می کند. اما دانشمندان هنوز در مورد ستاره محلی ما، قدرتمندترین نیروی منظومه شمسی ما، یاد می گیرند. این تعجب آور نیست زیرا خورشید دارای 98.86 درصد از کل جرم منظومه شمسی است.

خورشید دارای چرخه های 11 ساله است که از حداقل خورشیدی – زمانی که فعالیت خورشیدی مانند شراره ها در کمترین حد خود است – به حداکثر خورشیدی یا اوج فعالیت حرکت می کند. در چرخه فعلی، حداکثر خورشیدی در سال 2025 پیش بینی می شود.

فعالیت خورشیدی در حال حاضر در حال افزایش است.

شراره های خورشیدی، که یک انفجار شدید تشعشع هستند، یک مشکل بین المللی هستند. آنها می توانند ماهواره ها را در فضا غیرفعال کنند، با شبکه های برق ویران کنند و در توانایی پرندگان مهاجر که از میدان مغناطیسی زمین برای حرکت به خانه استفاده می کنند، تداخل ایجاد کنند.

حداکثر ضرب و شتم در میدان مغناطیسی ما

با نزدیک شدن به حداکثر خورشیدی، طوفان های ژئومغناطیسی قدرتمند ناشی از شعله های خورشید که مغناطیس کره زمین را تحت تأثیر قرار می دهد – فضای اطراف سیاره ما که تحت تأثیر میدان مغناطیسی ما قرار می گیرد – افزایش یافته است.

یکی از نتایج شفق‌های قطبی تماشایی بوده است که معمولاً فقط به‌عنوان شفق‌های شمالی قابل مشاهده است و تا جنوب ایالات متحده نیز دیده می‌شود. ناظران آسمان خوشحال شده‌اند، اما تکنولوژی یک نقطه ضعف دارد.

چهل ماهواره Starlink متعلق به شرکت SpaceX ایلان ماسک در سال 2022 پس از اصابت طوفان ژئومغناطیسی از مدار زمین سقوط کردند. شبکه های مخابراتی نیز تحت تأثیر نامطلوب قرار گرفته اند.

دانشمندان فضایی اکنون انتظار دارند که فعالیت های خورشیدی مکرر و بیشتر را هم از شراره های خورشیدی و هم رویدادهای بسیار بزرگ تری که به نام CMEs شناخته می شوند – پرتاب جرم تاج – زمانی که مقادیر زیادی پلاسما و میدان های مغناطیسی از خورشید فوران می کنند، مشاهده کنند. هنگامی که CME از خورشید در جهت زمین منفجر می شود، تأثیر آن بر سیاره ما می تواند قابل توجه باشد.

دراماتیک‌ترین مورد طوفان ژئومغناطیسی عظیم، که تصور می‌شود CME باشد، در سال 1859 بود. این توفان که به عنوان رویداد Carrington شناخته می‌شود، پس از ستاره‌شناس بریتانیایی که این شعله را ثبت کرد، تنها چند هفته قبل از حداکثر خورشیدی رخ داد.

شفق‌های قطبی آسمان شب را تا نواحی استوایی روشن می‌کردند و گفته می‌شد که آنقدر روشن هستند که می‌توان روزنامه‌ها را خواند. اما ایستگاه‌های تلگراف، که در آن زمان لبه فناوری بودند، آسیب دیدند زیرا جرقه‌های الکتریکی باعث شوک به اپراتورهای تلگراف و حتی شعله‌ور شدن آتش‌سوزی شد.

ماهواره ها و بادهای خورشیدی

از زمان رویداد Carrington، ما به شدت به ماهواره ها برای ارتباطات و ناوبری وابسته شده ایم. و شبکه‌های الکتریکی وسیع سیاره را نیرو می‌دهند.

طبق مطالعه آژانس فضایی اروپا (ESA) یک رویداد شدید خورشیدی می‌تواند تأثیری عظیم بر سیاره ما داشته باشد و حدود 16 میلیارد دلار خسارت به زیرساخت‌های فضایی و غیرنظامی خسارت وارد کند.

در سال 1989، یک طوفان خورشیدی سطح متوسط، شبکه برق کبک را از بین برد و خانه ها و مشاغل را برای چند روز بدون برق رها کرد و حدود 6 میلیارد دلار خسارت به بار آورد.

شعله های قوی خورشیدی می تواند باعث خاموشی سیگنال های رادیویی مورد استفاده برای GPS و سایر اشکال ناوبری شود. پس چگونه از زمین در برابر ستاره ای که زندگی بر روی زمین را ممکن ساخته است محافظت کنیم؟

ناسا، ESA و سایر آژانس‌های فضایی بین‌المللی، خورشید را با ناوگانی از ماهواره‌ها رصد می‌کنند که خورشید را در طیف‌های مختلف، از جمله اشعه ماوراء بنفش و اشعه ایکس، رصد می‌کنند تا به پیش‌بینی آنچه به عنوان «آب و هوای فضا» معروف است کمک کنند. خورشید.

پیش بینی آب و هوای فضا

ESA یک مرکز ایمنی فضایی را در سال 2022 راه اندازی کرد تا آب و هوای فضا را نظارت و پاسخ دهد. این مرکز ماهواره‌هایی را که ناوبری برای حمل‌ونقل زمینی، دریایی و هوایی را فراهم می‌کنند، نظارت می‌کند و داده‌هایی را برای کمک به حفاظت از زیرساخت‌های غیرنظامی روی زمین مانند شبکه‌های برق ارائه می‌کند.

ماهواره‌های زیادی که خورشید را رصد می‌کنند، پیش‌بینی آب و هوای فضا را که روزانه منتشر می‌شوند، امکان‌پذیر می‌سازند. اداره ملی اقیانوسی و جوی (NOAA) در بولدر، کلرادو به عنوان معتبرترین پیش بینی کننده آب و هوای فضا در نظر گرفته می شود.

ویلیام مورتاگ هماهنگ کننده برنامه مرکز پیش بینی هوای فضایی NOAA است. او در اصل یک هواشناس فضایی است. مرتق گفت: «هنگامی که شعله های آتش فوراً به همه از جمله شرکت های ماهواره ای و هوانوردی اطلاع می دهیم تا وضعیت را آگاه کنند. سپس توجه خود را به ذرات پرانرژی خورشیدی معطوف می کنیم که ممکن است بعداً، در چند ساعت یا بیشتر به زمین برسند. خطوط هوایی شروع به تغییر مسیر یا کاهش ارتفاع می کنند زیرا دقت GPS تحت تأثیر قرار می گیرد. شبکه برق نیز مشتریان بزرگ NOAA هستند.

شبکه‌های برق را می‌توان در حالت امن قرار داد و برخی از ماهواره‌ها را می‌توان خاموش کرد یا جهت محافظت از آنها را تغییر داد. فضانوردان در فضاپیماها، که به ویژه آسیب پذیر هستند، می توانند برای محافظت بیشتر در برابر دوزهای خطرناک تشعشع، به مناطق محافظت شده تری از فضاپیمای خود عقب نشینی کنند.

این تنها خطوط هوایی، شرکت های برق و اپراتورهای ماهواره ای نیستند که برای پیش بینی آب و هوای فضا در NOAA مشترک می شوند. طوفان های ژئومغناطیسی بر فعالیت پرندگان مهاجر نیز تأثیر می گذارد. گروه های مسابقه کبوتر نیز مشتریان پیش بینی های هوای فضایی NOAA هستند. زمانی که حتی فعالیت خورشیدی در سطح پایین پیش‌بینی می‌شود، کبوترهای خود را به پرواز در نمی‌آورند.