чем опасны солнечные вспышки
Вспышки на Солнце
В начале прошлого века было замечено, что солнечная активность оказывает прямое влияние на Землю, а также на все живые и неживые объекты на ней. И одним из самых значительных проявлений солнечной активности являются вспышки на Солнце. Сегодня это явление изучают ученые в десятках научно-исследовательских центров и институтов, расположенных в разных уголках мира. По какой причине на Солнце возникают вспышки, и какое влияние они оказывают на нашу жизнь? Ответы на эти вопросы вы найдете в данной статье.
Причины вспышек на Солнце
Как и любая другая звезда, Солнце представляет собой огромный газовый шар. Этот шар вращается вокруг своей оси, но делает это не так, как наша планета или другое твердое тело. Скорость вращения разных частей этой звезды отличается. Полюса движутся медленнее, а экватор – быстрее. В итоге магнитное поле Солнца вместе с плазмой закручивается особым образом и до такой степени усиливается, что начинает подниматься на его поверхность. В этих местах повышается активность и появляются вспышки.
Иными словами, энергия вращения светила способна переходить в магнитную энергию. А в тех местах, где высвобождается слишком много такой энергии, и возникают вспышки. Этот процесс легко представить на примере обычной электрической лампочки, включенной в сеть. Если напряжение в сети чрезмерно повышается, лампочка перегорает.
Что происходит во время вспышек на Солнце
Во время вспышек высвобождается огромное количество энергии. Во время каждой из них выделяются миллиарды килотонн в тротиловом эквиваленте. Количество энергии от одной вспышки на Солнце больше, чем можно получить от сжигания всех разведанных на данный момент запасов нефти и газа на Земле.
В результате вспышек выбрасывается большое количество плазмы, которая образует так называемые плазменные облака. Движимые солнечным ветром, они направляются в сторону Земли и вызывают геомагнитные бури, оказывающие сильное влияние на нашу планету.
Как вспышки на Солнце влияют на технику
Ученые выявили прямое влияние вспышек на Солнце и следующих за ними геомагнитных бурь на работу различных технических устройств. И оно поистине грандиозно. К сожалению, вспышки на Солнце способны влиять на созданные человеком устройства лишь негативно.
Нередко в эти периоды выходят из строя или работают с перебоями радиолокационные приборы. Во время вспышек на Солнце часто теряется связь с судами и подводными лодками. Большую опасность представляет данный вид солнечной активности и для самолетов. Во время вспышек иногда перестают работать навигационные приборы авиалайнеров. В случае если это происходит во время взлета или посадки, возникает прямая угроза жизни пассажиров и членов экипажа.
Страдает в период вспышек и наземное оборудование. В первую очередь, это касается устройств, передающих и принимающих GPS-сигналы. Поэтому из-за вспышек на Солнце могут работать неправильно или вовсе не работать автомобильные навигаторы, сотовые телефоны и другие устройства с поддержкой GPS.
Как вспышки на Солнце влияют на организм человека
Впервые о влиянии вспышек на живых существ, в том числе и на людей, говорил еще в начале ХХ века знаменитый ныне ученый Чижевский. Однако, в то время его доводы осмеивали, считая их лженаучными. И лишь через многие десятки лет исследователи обнаружили сильное влияние солнечных вспышек на человеческий организм. К сожалению, как и в случае с техникой, данный вид солнечной активности крайне неблагоприятен для людей.
В первую очередь, от последствий вспышек на Солнце страдают дети и пожилые, а также больные и ослабленные люди. Но и все остальные, так или иначе, ощущают на себе их влияние, даже если не задумываются об этом.
Так, к примеру, каждый здоровый взрослый человек наверняка может вспомнить моменты, когда он испытывал явный упадок сил без какой-либо видимой причины. Конечно, подобное состояние может возникать в разных случаях. Но очень часто его вызывают именно вспышки на Солнце или возникающие после них геомагнитные бури.
Ученые выяснили, что в этот период кровь сгущается. В связи с этим вспышки на Солнце особенно опасны для людей, страдающих гипертонией или склонным к образованию тромбов. Тот, кто имеет подобные проблемы со здоровьем, обязательно должен следить за прогнозом геомагнитных бурь. В период их наступления необходимо всегда иметь под рукой необходимые лекарства.
Вспышки на Солнце оказывают неблагоприятное воздействие на сердечно-сосудистую систему человека. По этой причине во время них повышается число инфарктов и инсультов. У людей, страдающих какими-либо хроническими заболеваниями, во время вспышек иногда случаются обострения. А у тех, кто полностью здоров, порой возникает беспричинная усталость, апатия, упадок сил.
Влияние на психику человека
Эти явления оказывают негативное влияние на человеческий организм, как на физиологическом, так и на психологическом уровне. Так, даже абсолютно здоровые люди в это время нередко испытывают повышенную раздражительность и нервную возбудимость — или, напротив, вялость и депрессию.
Ученые установили, что во время вспышек на Солнце у людей ухудшается внимание и снижается скорость реакции на внешние раздражители. По этой причине в такие моменты возрастает количество дорожно-транспортных происшествий. Кроме того, в эти периоды увеличивается количество производственных аварий, причина которых — человеческий фактор.
У людей с психическими заболеваниями и отклонениями во время вспышек на Солнце часто наблюдаются обострения. Кроме того, уже давно замечено, что в такие моменты возрастает число самоубийств.
Хотя вспышки на Солнце и не несут для нашей планеты и ее обитателей ничего хорошего, не стоит забывать о том, что эта звезда дает нам тепло и свет. Надеемся, что приведенная в нашей статье информация поможет метеочувствительным людям правильно действовать во время вспышек на Солнце и геомагнитных бурь.
Вспышки на Солнце и их влияние на человека
Солнечная вспышка –взрывной процесс выделения энергии (кинетической, световой и тепловой) в верхних слоях Солнца.
Вспышки охватывают все слои солнечной атмосферы: фотосферу, хромосферу и корону. Сразу отметим, что солнечные вспышки и корональные выбросы массы являются различными и независимыми проявлениями солнечной активности.
Солнечные вспышки, как правило, происходят в местах взаимодействия солнечных пятен противоположной магнитной полярности, а точнее вблизи нейтральной линии магнитного поля, разделяющей области северной и южной полярности.
Энерговыделение мощной солнечной вспышки может достигать 6×10 25 Дж, что составляет 160 миллиардов мегатонн в тротиловом эквиваленте или приблизительный объем мирового потребления электроэнергии за 1 миллион лет.
Опасность облака плазмы и классификация солнечных вспышек
После начала солнечной вспышки излучение доходит до поверхности Земли в течение 8-10-минутного периода, после чего в сторону нашей планеты направляются мощно заряженные частицы. Далее в течение трехдневного срока облака плазмы достигают Земли. Своеобразная взрывная волна сталкивается с нашей планетой и вызывает магнитные бури. Длительность каждой вспышки обычно не превышает нескольких минут, однако этого времени и мощности выброса энергии вполне хватает для того чтобы оказать влияние на состояние Земли и самочувствие ее жителей.
Энергию вспышки определяют в видимом диапазоне электромагнитных волн по произведению площади свечения в линии излучения водорода, характеризующей нагрев нижней хромосферы, на яркость этого свечения, связанную с мощностью источника.
Также используют классификацию, основанную на непрерывных однородных измерениях амплитуды теплового рентгеновского всплеска в диапазоне энергий 0,5—10 кэВ (с длиной волны 0,5—8 ангстрем), проводимых некоторыми искусственными спутниками Земли.
Согласно классификации, которая была предложена в 1970 году Д.Бейкером, солнечной вспышке присваивается балл — обозначение из латинской буквы и индекса за ней. Буквой может быть A, B, C, M или X в зависимости от величины пика интенсивности рентгеновского излучения.
При этом А – вспышки с минимальной степенью рентгеновского излучения, а каждая последующая – интенсивнее предыдущей в 10 раз. Самыми мощными и опасными считаются вспышки класса X.
Многочисленными учеными и исследователями замечено, что даже тайфуны, ураганы и землетрясения чаще всего возникают во время проявления солнечной активности. Поэтому прогнозы различных природных катаклизмов нередко связаны со вспышками на Солнце.
Причины вспышек на Солнце
Как и любая другая звезда, Солнце представляет собой огромный газовый шар. Этот шар вращается вокруг своей оси, но делает это не так, как наша планета или другое твердое тело. Скорость вращения разных частей этой звезды отличается. Полюса движутся медленнее, а экватор – быстрее. В итоге магнитное поле Солнца вместе с плазмой закручивается особым образом и до такой степени усиливается, что начинает подниматься на его поверхность. В этих местах повышается активность и появляются вспышки.
Иными словами, энергия вращения светила способна переходить в магнитную энергию. А в тех местах, где высвобождается слишком много такой энергии, и возникают вспышки. Этот процесс легко представить на примере обычной электрической лампочки, включенной в сеть. Если напряжение в сети чрезмерно повышается, лампочка перегорает.
Как ученые пытаются предсказывать вспышки на Солнце
Уже не одно десятилетие ученые разных стран пытаются выяснить, каким образом можно прогнозировать такие природные явления как вспышки на Солнце. Их частоту обусловливают одиннадцатилетние циклы солнечной активности.
Однако самые мощные и неприятные проявления активности Солнца настигают нас, совершенно внезапно, и по сей день. Это обусловлено тем, что прогнозировать солнечные вспышки можно только при анализе магнитных солнечных полей, не отличающихся постоянством и хотя бы минимальной стабильностью.
Учитывая степень влияния и опасность от солнечных вспышек, работы и попытки найти наиболее верные методы прогнозирования данного явления не прекращаются. Достаточно долго ученые и синоптики рассматривали два пути решения проблемы:
Неоспоримым остается тот факт, что корональное происхождение солнечных вспышек и их магнитная природа непосредственно связаны. А значит, и для более качественной разработки прогнозирования скорей всего необходимо будет связывать воедино оба метода.
Влияние солнечных вспышек
Космическое пространство
Наиболее неблагоприятными солнечные вспышки считаются для покорителей космоса. Представляя наибольшую степень угрозы в просторах космического пространства, волны мощной взрывной энергии вполне могут повреждать спутники связи, и даже космические аппараты, полностью выводя приборы и системы управления из строя.
Вспышки на Солнце, образующие мощные потоки протонов, значительно повышают уровень радиации, вследствие чего люди в открытом космосе могут запросто подвергаться сильному облучению.
При Советском Союзе возможность вероятности солнечных вспышек пытались прогнозировать ведущие специалисты в Крымской астрофизической обсерватории, и если возникали предпосылки для энергетического взрыва, полеты космонавтов в обязательном порядке откладывались.
Мировой сенсацией стал в 1968 году прогноз советских ученых о предстоящей солнечной вспышке, которой был присвоен самый высокий уровень опасности – в три балла. Тогда космический корабль «Союз-3» с Георгием Береговым был посажен, а уже через три часа наблюдали мощнейшую вспышку на Солнце, которая для человека, находящегося в космосе, стала бы смертельной.
Техника
Ученые выявили прямое влияние вспышек на Солнце и следующих за ними геомагнитных бурь на работу различных технических устройств. И оно поистине грандиозно. К сожалению, вспышки на Солнце способны влиять на созданные человеком устройства лишь негативно.
Нередко в эти периоды выходят из строя или работают с перебоями радиолокационные приборы. Во время вспышек на Солнце часто теряется связь с судами и подводными лодками. Большую опасность представляет данный вид солнечной активности и для самолетов. Во время вспышек иногда перестают работать навигационные приборы авиалайнеров. В случае если это происходит во время взлета или посадки, возникает прямая угроза жизни пассажиров и членов экипажа.
Страдает в период вспышек и наземное оборудование. В первую очередь, это касается устройств, передающих и принимающих GPS-сигналы. Поэтому из-за вспышек на Солнце могут работать неправильно или вовсе не работать автомобильные навигаторы, сотовые телефоны и другие устройства с поддержкой GPS.
Организм человека
К сожалению, как и в случае с техникой, данный вид солнечной активности крайне неблагоприятен для людей.
Впервые о влиянии вспышек на живых существ, в том числе и на людей, говорил еще в начале ХХ века знаменитый ныне ученый Чижевский. Однако, в то время его доводы осмеивали, считая их лженаучными. И лишь через многие десятки лет исследователи обнаружили сильное влияние солнечных вспышек на человеческий организм. К сожалению, как и в случае с техникой, данный вид солнечной активности крайне неблагоприятен для людей.
Ученые выяснили, что в этот период кровь сгущается. В связи с этим вспышки на Солнце особенно опасны для людей, страдающих гипертонией или склонным к образованию тромбов.
Вспышки на Солнце оказывают неблагоприятное воздействие на сердечно-сосудистую систему человека. По этой причине во время них повышается число инфарктов и инсультов. У людей, страдающих какими-либо хроническими заболеваниями, во время вспышек иногда случаются обострения. А у тех, кто полностью здоров, порой возникает беспричинная усталость, апатия, упадок сил.
Уже не раз доказано, что катастрофы и аварии по вине человеческого фактора количественно вырастают в дни солнечных вспышек. Это связано с тем, что в такие периоды мозговая деятельность максимально ослаблена, а концентрация внимания сильно притупляется. Кроме того, для ряда людей магнитные бури являются возбудителями настоящих мучений и расстройств. Таких групп можно насчитать множество:
Эти явления оказывают негативное влияние на человеческий организм, как на физиологическом, так и на психологическом уровне. Так, даже абсолютно здоровые люди в это время нередко испытывают повышенную раздражительность и нервную возбудимость — или, напротив, вялость и депрессию.
Ученые установили, что во время вспышек на Солнце у людей ухудшается внимание и снижается скорость реакции на внешние раздражители. По этой причине в такие моменты возрастает количество дорожно-транспортных происшествий. Кроме того, в эти периоды увеличивается количество производственных аварий, причина которых — человеческий фактор.
У людей с психическими заболеваниями и отклонениями во время вспышек на Солнце часто наблюдаются обострения. Кроме того, уже давно замечено, что в такие моменты возрастает число самоубийств.
Как себя обезопасить
Для того, чтобы уменьшить последствия вспышек на Солнце и возникающих в результате магнитных бурь рекомендуется:
Роль звездных вспышек в зарождении жизни
Как ни странно, ученые полагают, что солнечные бури были ключом к зарождению жизни на Земле. Мощные солнечные взрывы, возможно, имели решающую роль в разогреве Земли. Выбрасываемая энергия превратила простые молекулы в сложные, такие как ДНК и РНК, необходимые для жизни.
Около 4 миллиардов лет назад Земля получала лишь 70% энергии от Солнца, по сравнению с тем, что мы имеем сегодня. Это означает, что наша планета должна была быть ледяным шаром. Вместо этого, геологические свидетельства говорят о том, что она была теплой и имела океаны жидкой воды. Ученые называют это «Парадокс слабого молодого Солнца».
Солнце до сих пор производит вспышки и выбросы масс, но они не являются столь частыми и интенсивными, как ранее. Более того, на сегодняшний день Земля имеет сильное магнитное поле, которое уберегает нас от большей части энергии, достигающей нашей планеты. Но наша молодая планета имела более слабое магнитное поле. Расчеты ученых показывают, что в то время частицы космической погоды путешествовали вниз по линиям магнитного поля, врезаясь в изобилие молекул азота в атмосфере, изменяя химию и создавая условия для жизни.
В тоже время, слишком большое количество энергии может быть губительно для молодых планет. Постоянная цепь звездных извержений и ливней из частиц может содрать атмосферу, если магнитосфера слишком слаба. Понимание этих процессов поможет ученым определить, какие звезды и какие планеты могут быть гостеприимными для жизни.
Видео
Чем чреваты сильные вспышки на Солнце
Автор фото, Getty Images
Одна из вспышек на солнце стала самой сильной за последние 12 лет
7 сентября на Солнце произошли две самых мощных вспышки за поcледние 12 лет. Что представляет собой солнечная вспышка и какое влияние она окажет на Землю?
Солнечные вспышки происходят в процессе выделения энергии в атмосфере Солнца.
Автор фото, Getty Images
Солнечные вспышки могут оказать незначительное влияние на работу авиации, считает профессор
В настоящее время самая сильная вспышка была зафиксирована в 2003 году, она имела мощность 27 X.
Мы быстро, просто и понятно объясняем, что случилось, почему это важно и что будет дальше.
Конец истории Подкаст
«Ведется большая работа для того, чтобы обезопасить людей от влияния солнечных выбросов».
Автор фото, Getty Images
По словам профессора, явление стало причиной сбоя в работе коротковолных радиостанций на освещенной Солнцем стороне Земли
По словам Люси Грин, солнечные вспышки могут оказать незначительное влияние на работу авиации: «Пилоты самолетов могут сознательно изменить траекторию движения или высоту полета, однако вы можете даже не узнать о том, что происходит».
Профессор Люси Грин отмечает, что солнечная вспышка уже стала причиной сбоя в работе коротковолновых радиостанций на освещенной Солнцем стороне Земли.
По данным Центра прогнозирования космической погоды США при Национальном управлении океанических и атмосферных исследований (NOAA), неблагоприятные условия для прохождения радиосигналов на некоторых участках планеты продолжались около часа.
Электромагнитная безопасность: Насколько мы готовы к следующей гигантской солнечной вспышке (спросите Итана)
Солнечная вспышка, видимая в правой части изображения, возникает, когда силовые линии магнитного поля разделяются и снова соединяются. Когда вспышка сопровождается корональным выбросом массы, а магнитное поле частиц во вспышке обратно магнитному полю Земли, может произойти геомагнитная буря, которая может привести к стихийному бедствию.
В 1859 году наука о физике Солнца по-настоящему началась с крупнейшей вспышки в истории человечества: события Кэррингтона. До этого многие люди наблюдали за Солнцем: они занимались подсчетом и отслеживанием солнечных пятен, наблюдением за дифференциальной скоростью вращения Солнца, установлением потенциальной связи между солнечной активностью и магнитным полем Земли, а также наблюдениями за полярным сиянием. Когда астрономы Ричард Кэррингтон и Ричард Ходжсон заметили огромную «белую вспышку» на Солнце 1 сентября 1859 года, стало ясно, что Земля и Солнце связаны настолько сильно, что мы даже не можем себе представить. Всего 17 часов спустя на Земле произошел самый большой геомагнитный шторм, из когда-либо зарегистрированных, и во всемирных сообщениях о его последствиях слагались легенды. Зная, что эти события происходят регулярно, готовы ли мы к неизбежному? Вот что хочет знать Эрих Раткамп, задавая следующий вопрос:
«Корональные выбросы массы, сопоставимые с событием Кэррингтона 1859 года, могут уничтожить всю энергосеть США… Можем ли мы распознать такие выбросы и издать предупреждения о них хотя бы за сутки? Хватит ли такого срока, чтобы пережить событие уровня Кэррингтонского? Если такое событие произойдет завтра, сможем ли мы с ним справиться?»
Когда дело доходит до надвигающихся стихийных бедствий, лучшее, что мы можем сделать – это подготовиться к ним. Вот что приготовило для нас Солнце.
Фрагмент «первого света» солнечного телескопа Иноуэ, принадлежащего Национальному научному фонду. На нем видны тепловые ячейки размером с Техас на поверхности Солнца в более высоком разрешении, чем когда-либо. Впервые можно увидеть объекты между ячейками с разрешением всего 30 км, что проливает свет на процессы, происходящие внутри Солнца.
Обычно Солнце ведет себя довольно тихо и вырабатывает одно и тоже же постоянное количество энергии с точностью до 99,9%. Оно вращается вокруг своей оси с периодом 25 дней на экваторе и 33 дня на полюсах, а также испускает постоянный поток частиц: солнечный ветер. Его центральное ядро достигает максимальной температуры примерно в 15 миллионов К, но край его фотосферы относительно холоден – примерно 6000 К, и именно оттуда идет энергия которую мы получаем.
Кроме того, от фотосферы отделяется тонкая и очень горячая плазма: корона Солнца, температура которой составляет сотни тысяч кельвинов, а их связь обеспечивает хаотическое нерегулярное магнитное поле Солнца. Однако иногда на Солнце появляются солнечные пятна, которые представляют собой относительно прохладные области на его фотосфере. Существуют магнитные связи между Солнцем, короной и даже другими телами Солнечной системы, такими как Земля. Солнечные вспышки, корональные выбросы массы и другие события магнитного пересоединения, связанные с различными процессами, могут посылать в определенных направлениях потоки энергетических частиц.
Солнечная вспышка, провоцирующая выбросы материи в Солнечную систему, может вызвать такие события, как выброс корональной массы. Хотя для прибытия частиц обычно требуется примерно 3 дня, наиболее мощные выбросы могут достигать Земли менее чем за 24 часа и способны нанести огромный ущерб нашей электронике и электрической инфраструктуре.
В нормальных условиях об этих потоках таких частиц можно сказать следующее:
Если все пойдет не так, результат может быть плачевным. Если солнечная вспышка приведет к корональному выбросу массы, если этот выброс будет иметь высокую энергию, и если частицы устремятся прямо на Землю, и (еще одна вещь) если магнитное поле выброшенного материала и магнитное поле Земли будут иметь противоположные полярности, то нашей планете будет нанесен максимальный ущерб: пострадают инфраструктура, электроника и многое другое. Это почти наверняка то, что произошло 162 года назад, когда произошло печально известное событие Кэррингтона.
Солнечные корональные арки, подобные тем, что наблюдались спутником NASA Transition Region And Coronal Explorer (TRACE) в 2005 году, следуют по траектории магнитного поля на Солнце. Когда эти петли “разрываются” правильным образом, они могут приводить к корональным выбросам массы, которые потенциально могут ударить по Земле. Большой выброс или солнечная вспышка могут стать причиной появления нового типа стихийного бедствия: армагеддона от вспышек.
Около полудня 1 сентября 1859 года Ричард Кэррингтон отслеживал большое пятно неправильной формы на поверхности Солнца, когда внезапно над ним возникла яркая вспышка. Кэррингтон описал вспышку как очень яркую и отметил, что она смещалась вправо от пятна в течение примерно 5 минут. Затем так же внезапно, как появилась, вспышка полностью исчезла.
Примерно через 18 часов (в 3-4 раза быстрее обычной солнечной вспышки) произошла крупнейшая геомагнитная буря в истории человечества. Американские горняки просыпались, думая, что наступил рассвет. В тех местах, где была ночь, полярные сияния были настолько яркими, что при их свете можно было читать газету. «Зеленый занавес» полярных сияний можно было увидеть на многих экваториальных широтах: о них сообщили Куба, Гавайи, Мексика и Колумбия. И, что самое неприятное, наши ранние электрические системы (такие как телеграф) подвергались воздействию индуцированных токов, что приводило к повреждениям, пожарам и диким щелчкам устройств, даже когда сами системы были полностью отключены.
Северное сияние за Полярным кругом, 14 марта 2016 года. Возле полюсов изредка можно увидеть фиолетовый цвет – он формируется как сочетание синих и красных линий излучения атомов может с зелеными. Во время события Кэррингтона зеленый занавес можно было увидеть даже на экваториальных широтах.
Физика, лежащая в основе этого, проста и, если задуматься, она устрашает. Заряженные частицы, которые испускаются Солнцем и ударяются в атмосферу Земли, сами по себе не вредны, поскольку атмосфера прекрасно может их тормозить. Но если большое количество таких частиц будет двигаться с большой скоростью, они будут создавать собственные магнитные поля – как в случае с любым электрическим током. Если эти магнитные поля достаточно сильны, они могут существенно изменить локальное магнитное поле на поверхности Земли. Если изменить силу и/или направление магнитного поля, проходящего через петлю или катушку, это изменение магнитного поля приведёт к появлению электрического тока.
Повторю это еще раз: если в петле или катушке изменяется магнитное поле, появляется индуцированный электрический ток. Человечество знало об этом законе задолго до события Кэррингтона: Фарадей открыл это еще в 1831 году. Но со времен Кэррингтона мир сильно изменился, поскольку электросети, электростанции и подстанции, инфраструктура энерготранспорта и даже бытовая, коммерческая и промышленная электроника полны петель и катушек. Мощность индуцированных токов, если бы мы сегодня пережили событие, подобное Кэррингтонскому, была бы буквально астрономической.
Когда заряженные частицы направляются к Земле от Солнца, их траектории изгибаются магнитным полем Земли. Однако вместо того, чтобы отклоняться, некоторые из этих частиц направляются вниз по полюсам Земли, где они могут сталкиваться с атмосферой и создавать полярные сияния. Крупнейшие события вызваны коронарными солнечными выбросами, но они вызовут впечатляющие проявления на Земле только в том случае, если выброшенные с Солнца частицы будут иметь полярность, обратную магнитному полю Земли.
Оценки потенциального ущерба (при условии, что никаких мер для его снижения принято не будет) во всем мире выросли до 11-значных цифр. Электросети большинства стран будут полностью уничтожены. Лучший способ смягчить последствия такой вспышки — это усилить заземление, чтобы большие токи, которые пошли бы в электросети, вместо этого уходили прямо в Землю. Однако каждый раз, когда энергетические компании пытаются это сделать, проводящее вещество, используемое для заземления (например, медь), крадется из-за его материальной ценности.
В результате у нас есть незаземленные электростанции и подстанции, которые будут испытывать огромные индуцированные токи, что обычно приводит к пожарам с последующим значительным повреждением и разрушением инфраструктуры. Мы не просто говорим о катастрофе стоимостью в несколько триллионов долларов (ущерб только Соединенным Штатам оценивается в 2,6 триллиона долларов), мы говорим о том, что огромное количество останется без электричества на длительные периоды времени (потенциально, на годы). Если вспомнить, что произошло в Техасе совсем недавно (когда отрицательные температуры привели к тому, что многие районы были лишены электричества), существует риск чрезвычайно большого количества жертв – многим людям электричество необходимо для поддержания их жизни.
Солнечная вспышка X-класса на поверхности Солнца в 2012 году: событие, которое по-прежнему было намного, намного слабее по яркости и общей выработке энергии, чем событие Кэррингтона 1859 года, но которое все же могло вызвать катастрофическую геомагнитную бурю, если бы оно сопровождалось корональным выбросом массы, магнитное поле которого имело правильную (или неправильную, в зависимости от вашей точки зрения) полярность.
В 2012 году Солнце наконец (впервые с тех пор, как мы разработали инструменты, способные в достаточной мере его мониторить) испустило солнечную вспышку, которая, вероятно, была столь же мощной, как та, что вызвала событие Кэррингтона 1859 года. Это произошло 23 июля, и вот что нас спасло. Вспышка произошла в той же плоскости, что и орбита Земли, но мы разминулись на девять дней. Как и в случае с событием Кэррингтона, частицы прошли расстояние до Земли от Солнца всего за 17 часов. Если бы Земля была на пути, нанесенный глобальный ущерб мог бы превысить отметку в 10 триллионов долларов, не говоря уже о неизмеримых человеческих жертвах.
Солнечный свет, проникающий через открытый купол телескопа солнечного телескопа Дэниела К. Иноуэ (DKIST), падает на главное зеркало и заставляет фотоны без полезной информации отражаться от него, в то время как полезные направляются на инструменты, установленные в другой части телескопа.
Впрочем, большинство из нас не относится к солнечным бурям так же, как к ураганам, торнадо, землетрясениям, цунами или извержениям вулканов. Хотя в современном мире, зависящем от электроники, мы должны думать об этих явлениях с точки зрения готовности к стихийным бедствиям. С появлением (только в прошлом году) солнечного телескопа Дэниела К. Иноуэ, мы, наконец, готовы получить предупреждение, когда нам будет угрожать геомагнитная буря катастрофических масштабов.
Этот солнечный телескоп работает как магнитометр, измеряющий показатели Солнца. Он способен измерять магнитное поле Солнца и солнечной короны, что позволяет нам узнать, имеет ли направленный на Землю выброс корональной массы магнитное поле, обратное полю нашей планеты в данный момент. Если мы обнаружим выброс, мы сможем принять крупномасштабные меры по снижению рисков, в том числе:
Когда кажется, что корональный выброс массы распространяется во всех направлениях относительно одинаково с нашей точки зрения (это явление также известно как кольцевой выброс), это признак того, что он, вероятно, направляется прямо к нашей планете. Вспышка, направленная в сторону, с большей вероятностью пролетит мимо нашей планеты, на что мы все и должны надеяться.
Самая быстрая солнечная вспышка, когда-либо перемещавшаяся от Солнца к Земле, дошла до нас всего за 14,6 часа, а это значит, что в идеале мы хотели бы, чтобы наше время реакции оставляло пространство для маневра. Однако самая большая опасность заключается в полной неподготовленности, а мы к этому очень близки. У нас есть зачатки инфраструктуры, необходимой для обнаружения и измерения этих событий – речь не только о телескопе Иноуэ, но и о солнечном зонде Parker Solar Probe, а также о наших спутниках для мониторинга Солнца, расположенных в точке Лагранжа L1 в космос, но этого недостаточно.
В худшем случае вспышка произойдет во время резкого похолодания, которое затронет Северное полушарие зимой. Это отключит электричество в большинстве развитых стран, оставив миллиарды людей без тепла и электроэнергии. Может быть нарушено хранение и распределение еды и воды, в результате чего миллиардам людей придется выживать самостоятельно. Также могут быть отключены наши спутниковые системы. Любая система, которая полагается на компьютеризированные маневры для избегания столкновений может запустить цепную реакцию столкновений со спутниками на низкой околоземной орбите. Если мы не сможем подготовиться, одно событие может отбросить нас как цивилизацию на десятилетия назад.
Столкновение двух спутников может привести к образованию сотен тысяч обломков, большинство из которых очень малы, но развивают скорость до
10 км/с. Если на орбите будет достаточно спутников, этот мусор может вызвать цепную реакцию, сделав окружающую среду вокруг Земли практически непроходимой.
Итак, что нам делать, чтобы подготовиться? Сперва нужно наладить раннее обнаружение с помощью наземных и космических наблюдений за Солнцем и за частицами, движущимися от Солнца к Земле. В идеале для этого нужна сеть гелиофизических обсерваторий на Земле, в точке Лагранжа L1 в космосе и в непосредственной близости от самого Солнца. Мы должны подготовить электрические сети к полным отключениям и отключениям, на выполнение которых уходит менее
14 часов, а также усилить заземление на станциях и подстанциях. Мы должны создать обязательные «безопасные» орбиты для спутников, чтобы сбои в работе электроники не были катастрофическими, и разработать планы действий в чрезвычайных ситуациях для граждан на случай, если произойдет вспышка уровня события Кэррингтона, которая будет направляться к Земле.
На самом деле, угроза все ближе, ее наступление – лишь вопрос времени. Если мы ничего не предпримем для подготовки, когда наступит мощный выброс, можно будет ожидать ущерба инфраструктуре на триллионы долларов и, вполне возможно, огромного числа смертей. Но если мы сможем подготовить нашу энергосистему, систему распределения и человечество к неизбежному, мы действительно сможем эффективно пережить даже событие уровня Кэррингтонского. Нам просто нужно приложить усилия и вложиться в профилактику. В противном случае мы будем тяжело расплачиваться – в течение многих лет или десятилетий.
НПП ИТЭЛМА всегда рада молодым специалистам, выпускникам автомобильных, технических вузов, а также физико-математических факультетов любых других высших учебных заведений.
У вас будет возможность разрабатывать софт разного уровня, тестировать, запускать в производство и видеть в действии готовые автомобильные изделия, к созданию которых вы приложили руку.
В компании организован специальный испытательный центр, дающий возможность проводить исследования в области управления ДВС, в том числе и в составе автомобиля. Испытательная лаборатория включает моторные боксы, барабанные стенды, температурную и климатическую установки, вибрационный стенд, камеру соляного тумана, рентгеновскую установку и другое специализированное оборудование.
Если вам интересно попробовать свои силы в решении тех задач, которые у нас есть, пишите в личку.
Мы большая компания-разработчик automotive компонентов. В компании трудится около 2500 сотрудников, в том числе 650 инженеров.
Мы, пожалуй, самый сильный в России центр компетенций по разработке автомобильной электроники. Сейчас активно растем и открыли много вакансий (порядка 30, в том числе в регионах), таких как инженер-программист, инженер-конструктор, ведущий инженер-разработчик (DSP-программист) и др.
У нас много интересных задач от автопроизводителей и концернов, двигающих индустрию. Если хотите расти, как специалист, и учиться у лучших, будем рады видеть вас в нашей команде. Также мы готовы делиться экспертизой, самым важным что происходит в automotive. Задавайте нам любые вопросы, ответим, пообсуждаем.