Успейте увидеть полярные сияния: ученые предлагают способ навсегда заблокировать магнитные бури
Планета Земля имеет собственный магнитный щит, однако он не всегда способен выдержать мощные удары солнечной активности. Ученые разработали амбициозный план активного вмешательства, который позволит смягчить последствия космической непогоды и защитить критическую инфраструктуру человечества.
Возможно ли остановить солнечный ветер?
Человечество привыкло воспринимать магнитные бури как неизбежное природное явление, от которого можно лишь прятаться, совершенствуя прогнозы или укрепляя земное оборудование. Однако группа физиков выдвинула провокационную идею: вместо пассивного ожидания стоит научиться ослаблять солнечные штормы в реальном времени. В исследовании, опубликованном в журнале Space Weather, ученые описали концепцию под названием StormWall.
Смотрите также Ученые впервые "заглянули" внутрь Солнца и увидели новые загадочные волны
Это флот спутников, которые за считанные часы до удара солнечного шторма будут выбрасывать в космос сотни тонн газа, создавая искусственный барьер.
Это как будто вы могли бы установить подушку безопасности в магнитосфере,
– прокомментировал соавтор исследования и физик космического пространства из Мичиганского университета Даниэль Веллинг.
По подсчетам ученых, буря масштаба Керрингтонского события 1859 года в наши дни могла бы нанести ущерб только энергосистеме на сумму более 3 триллионов долларов, не говоря уже о тысячах спутников, обеспечивающих связь, интернет, наблюдения и прочее.
Магнитные бури провоцируют мощные наземные токи, которые выводят из строя трансформаторы и вызывают масштабные блэкауты. В космосе же они "поджаривают" электронику спутников и угрожают жизни астронавтов. Кроме того, энергия шторма нагревает верхние слои атмосферы, из-за чего она расширяется и буквально тормозит аппараты на низких орбитах, заставляя их падать.
Как будет работать космическая защита
Естественная защита Земли работает благодаря магнитному полю, которое отклоняет большинство заряженных частиц солнечного ветра. Однако во время экстремальных штормов происходит так называемое пересоединение магнитных линий: поле Земли "замыкается" на поле Солнца, и щит фактически исчезает. Природа имеет собственный механизм противодействия – резервуар холодной плазмы вокруг планеты, который во время возмущений выталкивается навстречу Солнцу, замедляя процесс разрушения щита, пишет Science.
Проект StormWall призван значительно усилить этот эффект. План предусматривает вывод на геосинхронную орбиту – это примерно 36 000 километров от поверхности – шести больших аппаратов размером с небольшой автобус. Когда мониторинговые системы зафиксируют опасный выброс на Солнце, эти спутники выпустят баллоны с литием, барием, натрием или даже обычной соленой водой. Под действием солнечного света эти вещества мгновенно ионизируются, превращаясь в плотную плазму.
Компьютерное моделирование показало, что 400 тонн такого материала способны снизить интенсивность мощной геомагнитной бури на 50 – 60%.
Главный специалист по гелиофизике Центра космических полетов имени Годдарда NASA Дэвид Сибек говорит, что если бы он знал о приближении катастрофического шторма, который уничтожит энергосети, он бы обязательно поддержал внедрение такой системы.
Смотрите также Влияет ли солнечная активность на климат на Земле
Гелиоинженерия и будущее безопасности
Для реализации такого масштабного проекта понадобятся сверхтяжелые ракеты нового поколения, например Starship от компании SpaceX или китайская Long March 9. Несмотря на технологическую сложность, эксперты считают идею вполне осуществимой уже в ближайшей перспективе.
Брайан Уолш, ведущий автор исследования из Бостонского университета, отмечает принципиальное отличие StormWall от противоречивых проектов геоинженерии для борьбы с глобальным потеплением. Если частицы для блокировки солнца в атмосфере могут оставаться годами, то защитные газы на орбите рассеиваются в течение нескольких часов.
Интересно, что система может иметь и дополнительное назначение. Министерство обороны США уже ищет способы очистки околоземного пространства от радиации, которая может накопиться в магнитном поле после потенциального ядерного взрыва в космосе. Опыты с выбросом бария, которые проводила Военно-морская исследовательская лаборатория США, показали, что такая плазма может буквально "выталкивать" высокоэнергетические частицы в атмосферу, где они становятся безопасными.
Но не все так хорошо
Однако инженерные трудности могут оказаться меньше политических. Полноценная работа StormWall будет зависеть от точности прогнозов и международных соглашений. Поскольку защитить только одну страну невозможно – щит действует на всю планету – финансирование и управление системой потребует глобального консенсуса.
Брайан Уолш отмечает, что StormWall похож на подушку безопасности в авто: после использования ее нужно заменить, но это мизерная цена по сравнению с возможным коллапсом цивилизации, если человечество останется без электроэнергии и интернета на годы.