Космическая погода стучится в дверь Земли, и не всегда она приносит хорошие новости. Солнечные бури, плазменные выбросы, космические ветры, наполненные смертоносными частицами: все это явления, которые могут вывести из строя спутники, электрические сети и телекоммуникации на нашей планете. Однако с сегодняшнего дня мы сможем рассчитывать на «космический светофор», чтобы предсказывать и предотвращать эти опасности, исходящие от Солнца. Это обещание Проект ПЕЙДЖЕР под руководством ученого Юрий Шприц, который разработал революционный алгоритм, позволяющий преобразовывать прихоти нашей звезды во всеобщий прогноз погоды. Система, которая объединяет солнечные наблюдения, спутниковые данные и компьютерные модели, чтобы с помощью простого красно-желто-зеленого кода сообщать нам, когда солнечная буря, скорее всего, достигнет Земли. Важный прорыв, который защитит нас от потенциально катастрофических последствий космической погоды.
Как работает космическая погода
Геомагнитные бури возникают, когда мощные солнечные вспышки взаимодействуют с магнитным полем Земли. Солнечный ветер переносит заряженные частицы, которые при взаимодействии с магнитосферой получают дополнительную энергию, создавая высокоэнергетические частицы, потенциально опасные для спутников.
Эти столкновения вызывают впечатляющие полярные сияния, видимые с Земли, но также могут создавать помехи в работе электронных систем спутников. В феврале 2022 г., SpaceX потерял 38 спутников Starlink когда мощная геомагнитная буря затянула их в атмосферу Земли после запуска.
Геомагнитные бури также вызывают проблемы на Земле. Электрические токи, которые они генерируют, могут перегружать электростанции и вызывать временные отключения электроэнергии, как это произошло в Квебеке в 1989 году. с девятичасовым перерывом.
Инновационная система оповещения
Команда проекта PAGER разработала алгоритм, который может обрабатывать данные с солнечных телескопов и спутников на околоземной орбите. Это позволяет нам предсказывать, когда в нашу сторону приближается опасная геомагнитная буря и каковы могут быть последствия для космической и наземной инфраструктуры.
«Чтобы подсчитать, что именно придет на Землю и какое влияние это окажет на околоземную среду, может потребоваться час или два, но на самом деле для того, чтобы это возмущение проявилось, потребуется два дня», — объясняет он. Креветки.
Поскольку накопление радиации, вредной для спутников, может занять еще несколько дней, система космической погоды дает время на подготовку. В настоящее время алгоритм проходит тестирование для оценки его практической полезности.
Космическая погода: светофор для безопасности Земли
Чтобы сделать прогнозы более понятными, команда PAGER создала простой цветовой код, похожий на цвет светофора. Операторы спутников могут немедленно узнать, безопасны ли условия в космосе или нет.
Красный указывает на то, что им следует рассмотреть возможность временного перевода спутников в защитный режим или что операторам электросетей следует принять превентивные меры. Желтый означает уделять внимание потенциальным эффектам, в то время как зеленый указывает на то, что все нормально.
Прогнозы космической погоды постоянно обрабатываются на мощных компьютерах Немецкий центр геологических исследований. Креветки объясняет, что команда перешла к вероятностным прогнозам, поскольку на данный момент, насколько нам известно, Практически невозможно сделать точный долгосрочный прогноз последствий шторма.
Будущее космического прогнозирования
Ведутся переговоры сЕвропейское космическое агентство (ESA) для нового проекта, который позволит ESA внедрить некоторые модели PAGER в свою деятельность. Цель — дальнейшее совершенствование услуг прогнозирования и анализа предстоящих событий космической погоды.
«Мы пытаемся использовать машинное обучение во многих областях и интегрировать его в эту инфраструктуру. «Мы также пытаемся использовать все доступные данные в режиме реального времени и объединять их с нашими прогнозами, чтобы измерения могли уточнить наши модели», — говорит он. Креветки.
Предстоящий проект ЕКА по мониторингу околоземной радиационной среды обеспечит «измерения в реальном времени интенсивного излучения в магнитосфере». Существуют также предложения по установке детекторов радиации на всех коммерческих космических аппаратах, что помогло бы получить гораздо более полную картину происходящего в космосе. И, возможно, стоит вовремя открыть (магнитный) зонтик.
