Чи можливо зупинити сонячний вітер?
Людство звикло сприймати магнітні бурі як неминуче природне явище, від якого можна лише ховатися, вдосконалюючи прогнози або зміцнюючи земне обладнання. Проте група фізиків висунула провокаційну ідею: замість пасивного очікування варто навчитися послаблювати сонячні шторми в реальному часі. У дослідженні, опублікованому в журналі Space Weather, науковці описали концепцію під назвою StormWall.
Дивіться також Вчені вперше "зазирнули" всередину Сонця і побачили нові загадкові хвилі
Це флот супутників, які за лічені години до удару сонячного шторму викидатимуть у космос сотні тонн газу, створюючи штучний бар'єр.
Це ніби ви могли б встановити подушку безпеки в магнітосфері,
– прокоментував співавтор дослідження та фізик космічного простору з Мічиганського університету Даніель Веллінг.
За підрахунками вчених, буря масштабу Керрінгтонської події 1859 року в наші дні могла б завдати збитків лише енергосистемі на суму понад 3 трильйони доларів, не кажучи вже про тисячі супутників, що забезпечують зв'язок, інтернет, спостереження та інше.
Магнітні бурі провокують потужні наземні струми, які виводять з ладу трансформатори та спричиняють масштабні блекаути. У космосі ж вони "підсмажують" електроніку супутників та загрожують життю астронавтів. Крім того, енергія шторму нагріває верхні шари атмосфери, через що вона розширюється й буквально гальмує апарати на низьких орбітах, змушуючи їх падати.
Як працюватиме космічний захист
Природний захист Землі працює завдяки магнітному полю, яке відхиляє більшість заряджених частинок сонячного вітру. Проте під час екстремальних штормів відбувається так зване перез'єднання магнітних ліній: поле Землі "замикається" на поле Сонця, і щит фактично зникає. Природа має власний механізм протидії – резервуар холодної плазми навколо планети, який під час збурень виштовхується назустріч Сонцю, сповільнюючи процес руйнації щита, пише Science.
Проєкт StormWall покликаний значно посилити цей ефект. План передбачає виведення на геосинхронну орбіту – це приблизно 36 000 кілометрів від поверхні – шести великих апаратів розміром з невеликий автобус. Коли моніторингові системи зафіксують небезпечний викид на Сонці, ці супутники випустять балони з літієм, барієм, натрієм або навіть звичайною солоною водою. Під дією сонячного світла ці речовини миттєво іонізуються, перетворюючись на щільну плазму.
Комп'ютерне моделювання показало, що 400 тонн такого матеріалу здатні знизити інтенсивність потужної геомагнітної бурі на 50 – 60%.
Головний спеціаліст з геліофізики Центру космічних польотів імені Годдарда NASA Девід Сібек каже, що якби він знав про наближення катастрофічного шторму, який знищить енергомережі, він би обов'язково підтримав впровадження такої системи.
Дивіться також Чи впливає сонячна активність на клімат на Землі
Геліоінженерія та майбутнє безпеки
Для реалізації такого масштабного проєкту знадобляться надважкі ракети нового покоління, як-от Starship від компанії SpaceX або китайська Long March 9. Попри технологічну складність, експерти вважають ідею цілком здійсненною вже у найближчій перспективі.
Браян Волш, провідний автор дослідження з Бостонського університету, наголошує на принциповій відмінності StormWall від суперечливих проєктів геоінженерії для боротьби з глобальним потеплінням. Якщо частинки для блокування сонця в атмосфері можуть залишатися роками, то захисні гази на орбіті розсіюються протягом кількох годин.
Цікаво, що система може мати й додаткове призначення. Міністерство оборони США вже шукає способи очищення навколоземного простору від радіації, яка може накопичитися у магнітному полі після потенційного ядерного вибуху в космосі. Досліди з викидом барію, які проводила Військово-морська дослідницька лабораторія США, показали, що така плазма може буквально "виштовхувати" високоенергетичні частинки в атмосферу, де вони стають безпечними.
Але не все так добре
Проте інженерні труднощі можуть виявитися меншими за політичні. Повноцінна робота StormWall залежатиме від точності прогнозів та міжнародних угод. Оскільки захистити лише одну країну неможливо – щит діє на всю планету – фінансування та управління системою потребуватимуть глобального консенсусу.
Браян Волш зазначає, що StormWall схожий на подушку безпеки в авто: після використання її потрібно замінити, але це мізерна ціна порівняно з можливим колапсом цивілізації, якщо людство залишиться без електроенергії та інтернету на роки.