ابرطوفان خورشیدی تهدیدی جدی برای ماهواره‌ها و زیرساخت‌های زمین + ویدیو

شبیه‌سازی‌های تازه و نگران‌کننده حاکی از آن است که وقوع یک ابرطوفان خورشیدی هم‌تراز با رویداد تاریخی «کارینگتون» می‌تواند تمامی ماهواره‌های در مدار زمین را نابود و بشر را با بحرانی سنگین و پرهزینه روبه‌رو کند.

به گزارش تک‌ناک، متخصصان هشدار می‌دهند که چنین طوفانی یک احتمال نیست، بلکه موضوع اجتناب‌ناپذیر است که دیر یا زود زمین را هدف خواهد گرفت.

«ریچارد کارینگتون»، اخترشناس بریتانیایی در نخستین روز سپتامبر سال ۱۸۵۹، نور خیره‌کننده‌ای را از لکه‌ای عظیم بر سطح خورشید (به بزرگی سیاره مشتری) مشاهده کرد. او شاهد پرانرژی‌ترین شراره خورشیدی تاریخ بود؛ رخدادی که در پی آن میدان مغناطیسی زمین دچار اختلال شدیدی شد و طوفان ژئومغناطیسی حاصل، نزدیک به یک هفته ادامه داشت و آسمان را در اقصی نقاط جهان با شفق‌های قطبی درخشان رنگین کرد. اکنون نتایج شبیه‌سازی‌های جدید آژانس فضایی اروپا (ESA) نشان می‌دهد که اگر چنین رویدادی امروز تکرار شود، پیامدهای آن به‌مراتب ویرانگرتر از گذشته خواهد بود، چرا که تمدن انسانی به شکلی بی‌سابقه به فناوری‌های وابسته به فضا و شبکه‌های زمینی تکیه دارد.

این شبیه‌سازی‌های ابرطوفان خورشیدی، بخشی از تمرین سناریوی اضطراری آژانس فضایی اروپا بود که توسط گروهی از پژوهشگران چندبخشی در مرکز عملیات فضایی این آژانس در شهر دارمشتات آلمان انجام شد. هدف از این تمرین، آماده‌سازی برای پرتاب قریب‌الوقوع ماهواره تصویربرداری رادیویی «سنتینل-۱دی» بود؛ ماموریتی که قرار است در تاریخ ۴ نوامبر به فضا ارسال شود.

در این سناریوی فرضی، شراره‌ای خورشیدی با قدرت بی‌سابقه X45 (حدود پنج برابر نیرومندتر از شدیدترین شراره خورشیدی چرخه فعلی) ناگهان از سطح خورشید فوران می‌کند و زمین را بدون کوچک‌ترین هشدار در موجی از تابش‌های پرانرژی غوطه‌ور می‌سازد. پانزده ساعت بعد با رسیدن دومین موج تابشی، توده‌ای غول‌پیکر از پلاسما با سرعتی فراتر از ۷.۱ میلیون کیلومتر در ساعت (موسوم به فوران تاج خورشیدی (CME)) به زمین اصابت می‌کند و طوفانی ژئومغناطیسی هم‌سطح با رویداد تاریخی کارینگتون را در جو زمین برمی‌انگیزد.

هرچند تمرکز اصلی پژوهشگران در این سناریو بر چگونگی محافظت از ماهواره‌ی «سنتینل-۱دی» بود، اما نتایج شبیه‌سازی‌ها ابعاد بسیار گسترده‌تری را آشکار کرد، که از جمله تاثیر فاجعه‌بار چنین ابرطوفان خورشیدی بر کل منظومه‌ ماهواره‌های مدار زمین بود.

«خورخه آمایا»، هماهنگ‌کننده مدل‌سازی آب‌وهوای فضایی آژانس فضایی اروپا بیان کرد: «انرژی عظیمی که خورشید در چنین انفجاری آزاد می‌کند، می‌تواند به همه‌ ماهواره‌های در مدار زمین آسیب بزند. در شرایط عادی، ماهواره‌های مدار پایین تا حدی توسط جو و میدان مغناطیسی زمین محافظت می‌شوند، اما انفجاری در مقیاس رویداد کارینگتون، هیچ فضاپیمایی را از خطر مصون نمی‌گذارد.»

در جریان این تمرین، سه تهدید اصلی پیش‌ِروی ماهواره‌ها شناسایی شد: نخست، موج ابتدایی تابش از شراره‌ خورشیدی که قادر است ماهواره‌های دور از میدان مغناطیسی زمین را برای همیشه از کار بیندازد؛ دوم، موج دوم تابش که سامانه‌های ناوبری را دچار اختلال می‌کند و احتمال برخورد میان ماهواره‌ها را افزایش می‌دهد و سوم، پرتاب توده‌ تاجی خورشید (CME) که با جذب انرژی طوفان خورشیدی، باعث تورم و انبساط لایه‌های فوقانی جو زمین می‌شود. این انبساط جوی، خطرناک‌ترین بخش این سه‌گانه‌ تهدیدآمیز است، چرا که می‌تواند مقاومت هوایی پیرامون ماهواره‌ها را تا ۴۰۰ درصد افزایش دهد و در نهایت آنها را به‌سوی زمین بکشاند؛ جایی که یا در جو می‌سوزند یا بر سطح سیاره سقوط می‌کنند.

زمین در ماه مه ۲۰۲۴ با یک ابرطوفان خورشیدی ژئومغناطیسی بی‌سابقه‌ روبه‌رو شد (قدرتمندترین طوفان فضایی در بیش از دو دهه گذشته)، که شفق‌های قطبی خیره‌کننده‌ای را در سراسر آسمان رقم زد و تنها تصویری کوچک از پیامدهای یک فاجعه در مقیاس «کارینگتون» را به نمایش گذاشت. این طوفان علاوه بر خارج کردن چند ماهواره از مدار پایین زمین، سامانه‌های موقعیت‌یاب جهانی (GPS) را به شدت مختل کرد و در نتیجه، ماشین‌آلات کشاورزی در بخش‌های وسیعی از ایالات متحده از کار افتادند؛ خسارتی که تنها در بخش کشاورزی حدود ۵۰۰ میلیون دلار برآورد شد. هرچند، این رویداد در برابر فاجعه‌ای در ابعاد طوفان کارینگتون، چیزی جز قطره‌ای در اقیانوس نیست، اما مطالعه‌ای در سال ۲۰۱۳ نشان داد که چنین طوفانی می‌تواند تا ۲.۶ تریلیون دلار به شبکه برق آمریکای شمالی خسارت وارد کند. انجمن سیاره‌ای نیز هشدار داده است که هزینه واقعی جهانی چنین رویدادی از مرز درک انسانی فراتر می‌رود.

ابرطوفان خورشیدی چه زمان به سراغ ما می‌آید؟

دانشمندان هشدار می‌دهند که وقوع یک ابرطوفان خورشیدی در مقیاس «کارینگتون» دیگر مسئله‌ «اگر» نیست، بلکه «چه زمانی» است. «گوستاوو بالدو کاروالو»، کارشناس ارشد عملیات فضایی و رهبر شبیه‌سازی‌های ماهواره‌ی Sentinel-1D در بیانیه‌ای گفت: «چنین تمرین‌هایی اهمیت زیادی دارند، چرا که وقوع طوفانی مشابه در آینده‌ای نه‌چندان دور محتمل است.» به باور متخصصان، طوفان‌های خورشیدی در این سطح از شدت، به‌ طور میانگین هر ۵۰۰ سال یک‌بار رخ می‌دهند و احتمال وقوع آن در قرن حاضر حدود ۱۲ درصد است.

اگرچه آخرین تمرین‌ها بار دیگر نشان داد که بشر هنوز برای مقابله با چنین رویداد فاجعه‌باری آمادگی کامل ندارد، اما پژوهشگران امیدوار هستند که تکرار این مانورها به ارتقای آمادگی جهانی بینجامد. «خورخه آمایا» بیان کرد: «پیش‌بینی اثرات چنین رویدادی مانند تلاش برای پیش‌بینی پیامدهای یک همه‌گیری جهانی است. تاثیر واقعی آن را تنها پس از وقوع درک خواهیم کرد، اما باید از پیش آماده و دارای برنامه‌ واکنش فوری باشیم.» با وجود این، هرچه فاصله‌ ما تا طوفان بعدی بیشتر شود، بهای آن نیز سنگین‌تر خواهد بود، چرا که طبق پیش‌بینی‌ها تا سال ۲۰۵۰ تعداد ماهواره‌های مدار زمین دست‌کم ده برابر افزایش خواهد یافت.

نوشته ابرطوفان خورشیدی تهدیدی جدی برای ماهواره‌ها و زیرساخت‌های زمین + ویدیو اولین بار در Technoc. پدیدار شد.