Представляют ли экстремальные солнечные бури угрозу для самолетов и их пассажиров

Как сообщает Earth.com со ссылкой на публикацию в Journal of Space Weather and Space Climate, ученые из Университета Суррея смоделировали воздействие самых сильных в истории солнечных бурь на высоте 12 000 метров. Исследователи выяснили, что главная угроза для безопасности полетов может заключаться именно в отказе электроники, а не только в облучении людей.

В обычных условиях один чип памяти, используемый в летном оборудовании, подвергается сбою (изменению бита информации) примерно каждые 200 часов в воздухе. Однако в пик самой сильной из измеренных бурь такие ошибки происходили бы каждые пять минут.

Для чипа емкостью 1 гигабайт на высоте 12 000 метров над полюсом расчетная частота составляет около четырех ошибок в час. На пике события 1956 года этот показатель достигает 4000, а самая древняя буря в исследовании повысила бы частоту до 75 000 ошибок в час. Кроме того, существует 1-процентный риск короткого замыкания, которое может полностью сжечь деталь.

В прошлом году регулирующие органы приостановили полеты и отозвали часть самолетов семейства Airbus A320. Космические лучи повредили данные внутри компьютеров управления полетом, поэтому самолеты двигались не так, как того хотел экипаж.

Недавняя приостановка полетов Airbus A320, связанная с космической радиацией, показывает, что космическая погода не является теоретическим риском, она уже влияет на авиацию,
– говорит Фань Лэй, руководитель исследования из Космического центра Суррея.

Радиационная нагрузка на пассажиров

Магнитное поле Земли отклоняет заряженные частицы, но хуже всего оно справляется с этим на полюсах.

• Во время спокойного круизного полета модель оценивает дозу облучения в 8,43 микрозиверта в час над полюсом и 6,83 микрозиверта в средних широтах.
• Десятичасовой полярный рейс дает около 84 микрозивертов, а 70 таких полетов равны дозе от одной компьютерной томографии.
• Буря, зафиксированная наземными детекторами 11 ноября 2025 года, повысила интенсивность дозы во время полета свыше 30 микрозивертов в час, что в четыре раза превышает норму.
• Современный рекорд был установлен бурей 23 февраля 1956 года. Тогда над полюсом на высоте 12 000 метров пиковое значение достигло 5,25 миллизиверта в час, что в 600 раз превышает показатель в спокойный день. Общая доза за все событие составила 4,72 миллизиверта, что равно 23 дням обычного облучения. Пассажиры трансатлантического рейса во время такого события могли бы получить от 5 до 10 миллизивертов, что соответствует годовой норме облучения члена экипажа.

Ученые также изучили более древние события, известные как события Мияке, следы которых сохранились в годичных кольцах деревьев и ледниках. Самое сильное из них, что произошло около 7176 года до нашей эры, дало бы 225 миллизивертов на полярном рейсе. Это соответствует примерно трем годам обычного облучения за одно событие. При таких масштабах авиакомпаниям пришлось бы полностью приостановить полеты.

Какую шкалу опасности предлагают ученые

Несмотря на то, что Международная организация гражданской авиации уже выпускает предупреждения о космической погоде, они часто бывают неточными. По словам соавтора работы Клайва Дайера, нынешние системы дают как минимум десять ложных тревог на одну настоящую, поскольку ориентируются на протоны низкой энергии.

В настоящее время в авиационном секторе нет единого способа оценить риски экстремальной космической погоды и реагировать на них,
– говорит Кит Райден, соавтор исследования.

Однако команда предложила новую пятиступенчатую шкалу атмосферной радиации, основанную на данных с наземных нейтронных счетчиков и данных о высокоэнергетических протонах, полученных со спутников. Самый высокий уровень соответствует событию масштаба 1956 года, которое происходит каждые 50–70 лет и потребует обязательного прекращения полетов.

Авторы приходят к выводу, что наихудший сценарий предполагает сочетание потока частиц с геомагнитной бурей. Во время события масштаба Керрингтона 1859 года полярная зона расширяется примерно на 15 градусов к экватору, охватывая территорию над Великобританией и спускаясь до Флориды.

Производителям авиационной техники необходимо провести дополнительные анализы и испытания критически важных деталей с помощью нейтронных лучей, чтобы понять предел прочности систем до того, как следующая мощная солнечная буря проверит их на практике.