Дневное светило несколько дней тому назад 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 мегапроекта 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.

Рис. 1. 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».

Рис. 2. 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 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.

Рис. 3. 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.

По материалам: