Voimmeko suojella maapalloa avaruussäältä?

Luotto: Pixabay/CC0 Public Domain

Syyskuun alussa 1859 revontulet voitiin yhtäkkiä nähdä niin kaukana etelässä kuin Karibialla. Syynä oli geomagneettinen aurinkomyrsky – varsinkin koronan massapurkaus, jota nyt kutsutaan Carringtonin tapahtumaksi sen tallentavan tähtitieteilijän mukaan.

Auringonpurkaus saavutti Maan 17,6 tunnissa, ja häiriöt kestivät noin kolme päivää. “Nykyajan kertomusten mukaan lennätinlaitteet joko eivät toimi, toimivat ilman akkuja päällä – tämän itsenäisen sähkömagneettisen virtalähteen ansiosta tai yksinkertaisesti syttyvät palamaan”, sanoo Palmroth Helsingin yliopistosta.

Kun otetaan huomioon lisääntynyt riippuvuutemme elektroniikasta, jos samansuuruinen tapahtuma tapahtuisi tänään, olisiko vaikutus laajempi ja pitkäaikaisempi? “Olemme niin, mutta emme todella tiedä, ja sitä minä tutkin”, lisää Palmroth, EU:n avaruusalan neuvoa-antavan ryhmän entinen puheenjohtaja. “Historiatiedot viittaavat siihen, että tämän kaltaisia ​​tapahtumia voidaan odottaa 100–150 vuoden välein. Luulen, että tulen todistamaan seuraavaa.”

Mikä aiheuttaa aurinkomyrskyjä?

Aurinko vapauttaa jatkuvasti avaruuteen varautuneiden hiukkasten virran, sekä nopeista suurienergisten mutta pienitiheyksien hiukkasten purkauksista auringonpurkausista tai hitaammin plasmapilvinä, jotka koostuvat alhaisemman energian mutta tiheästi hiukkasista.

Maan magneettikenttä kääntää nämä hiukkaset napa-alueilleen luoden naparevontulia – vaikka isku ulottuu pidemmälle. “Vaikka avaruus määritellään alkavaksi noin 100 kilometrin etäisyydeltä maasta, avaruussäällä voi olla vaikutuksia takaisin maahan”, Palmroth selittää.

Vuonna 2012 NASAn STEREO-satelliitti havaitsi Carringtonin mittakaavan auringonpurkauksen; Onneksi se ohitti Maapallon pari päivää. Jos se olisi saavuttanut Maan magnetosfäärin, viestintä-, sähkö- ja liikenneverkoissa olisi todennäköisesti ollut merkittäviä häiriöitä.

“Tällaiset muutokset Maan magneettikentässä tuottavat geomagneettisesti indusoituja virtoja (GIC), kun taas aurinkohiukkaset estävät ionosfäärin radiosignaaleja ja lisäävät maata lähellä olevaa avaruuden säteilyä loukkuun jääneiden hiukkasten vuoksi”, Palmroth tiivistää.

Ahdettu GIC voi luoda ylimääräisiä tasavirtoja (DC) sähköverkkoihin ja sulkea ne, kuten tapahtui Malmössä, Ruotsissa vuonna 2003.

Auringon hiukkaset häiritsevät viestintäsignaaleja luomalla vaihtelevaa ionosfääritiheyttä, mikä vaarantaa korkeataajuisia kaistanleveyksiä käyttäviä laitteita, kuten tutka. Tämä tekisi myös puhelimen tai auton GPS-navigoinnin epäluotettavaksi ja aiheuttaisi rahoituspalveluille ja muille teollisuudenaloille välttämättömien satelliittien aikaleimojen katoamisen.

Lisääntyneellä Maan lähiavaruuden säteilyllä olisi suora vaikutus sää-, navigointi- ja Maanhavainnointiin käytettäviin satelliitteihin. Ratasta riippuen materiaalit voivat hajota säteilyaltistuksen vaikutuksesta tai tuhoutua kokonaan valonnopeudella kulkevien korkeaenergiaisten hiukkasten suorien osumien seurauksena.

“Mutta tämä on tietoon perustuvaa spekulaatiota”, Palmroth varoittaa. “Vaikka meillä on monia maanpäällisen sään valvontalaitteita, avaruussään infrastruktuuriin kohdistuvien todennäköisten vaikutusten osalta luotamme suurelta osin mallintamiseen.”

avaruussään ennustaminen

Yli 15 vuotta sitten myönnetyn ERC-apurahansa ansiosta Palmroth loi avaruusympäristön mallinnustyökalun, joka on suunniteltu hyödyntämään supertietokoneita, joita ei tuolloin vielä ollut olemassa. Tuloksena oleva Vlasiator-simulaattori, jota on äskettäin täydennetty PRESTISSIMO-projektilla, kartoittaa avaruuden halki lentävien korkeaenergisten hiukkasten sijainnin, nopeuden ja lentoradan.

“Aluksi ihmiset luulivat minua hulluksi. Nyt meillä on maailman tarkin avaruusympäristösimulaattori, joka käyttää Euroopan suurimpia supertietokoneita visualisoimaan ilmiöitä, joita ei ennen ollut mahdollista. Koska Vlasiator on avoimen lähdekoodin lähde, muut käyttävät sitä, myös muiden planeettojen mallintamiseen, lisäsi Palmroth.

Palmroth arvioi nyt avaruussään todennäköisiä vaikutuksia Maahan ja asettaa etusijalle kaksi päätutkimuskysymystä: kuinka GIC:t voivat vaikuttaa sähköverkkoihin ja kuinka hiukkasvirta ja energia vaikuttavat satelliitteihin.

Molempia on vaikea tutkia, koska ne edellyttävät kaupallisesti ja poliittisesti arkaluontoista tietoa sähköverkkojen ja satelliittien kokoonpanosta, joten tiimi työskentelee parhaillaan suomalaisen datan parissa.

“Tiedämme, että Suomen sähköverkot kestävät todennäköisimpiä avaruussäävaikutuksia, koska muuntajamme ottavat ylimääräiset tasavirtalähteet paremmin kuin useimmat Euroopan maat”, Palmroth sanoo. “Tarkoittaako se, että pahimmassa tapauksessa koko Euroopassa vain Suomi pitää valot päällä? Emme tiedä.”

CARRINGTON-projekti tekee yhteistyötä suomalaisen valmiusyhteisön kanssa riskien vähentämiseksi. “Carringtonin mittakaavan tapahtumaa vastaan ​​kysymys kuuluu: Mitä voit tehdä 17 tunnissa? Tarvitset suunnitelman valmiiksi”, Palmroth sanoo.

Lisää tietoa:
Vlasiator: www.helsinki.fi/en/researchgroups/vlasiator

lainata: Voimmeko suojella maapalloa avaruussäältä? (2022, 23. marraskuuta) haettu 23. marraskuuta 2022 osoitteesta https://phys.org/news/2022-11-earth-space-weather.html

Tämä asiakirja on tekijänoikeuden alainen. Lukuun ottamatta reilua kaupankäyntiä yksityistä opiskelua tai tutkimusta varten, mitään osaa ei saa kopioida ilman kirjallista lupaa. Sisältö on tarkoitettu vain tiedoksi.

Voimmeko suojella maapalloa avaruussäältä?
Source#Voimmeko #suojella #maapalloa #avaruussäältä

Leave a Comment