Космическая погода: невидимая угроза современному миру

Для многих из нас проверка прогноза погоды — часть повседневной жизни. Но в мире, всё больше зависящем от технологий, есть и другой тип прогнозов, который мы не можем себе позволить игнорировать: космическая погода.

Космическая погода описывает активность на Солнце и то, как она влияет на Землю и околоземное пространство. Это сложная, хаотичная система, которую учёные пытаются понять, спрогнозировать и смягчить её последствия.

Существует три основных типа космической погоды: радиопомехи, геомагнитные бури и солнечные радиационные бури. Каждый из них связан с разными процессами на Солнце. Солнечные вспышки — мощные выбросы энергии в атмосфере Солнца — могут вызывать радиопомехи на Земле, усиливая ионизацию верхних слоёв атмосферы, что нарушает работу радиосигналов. Геомагнитные бури, в свою очередь, возникают из-за ударов быстрых потоков плазмы о магнитное поле Земли, что наиболее драматично проявляется при мощных выбросах плазмы (корональных выбросах массы) с Солнца. Наконец, солнечные радиационные бури вызваны попаданием высокоэнергетичных протонов и электронов, приходящих от Солнца.

За последние несколько лет мы пережили несколько сильных событий космической погоды, самое мощное из которых произошло в мае 2024 года. В тот период сбои в работе спутниковой навигации привели к потерям в размере 500 миллиардов долларов для сельскохозяйственной отрасли США. Это было сильнейшее явление с октября 2003 года, когда Швеция и Южная Африка столкнулись с массовыми отключениями электроэнергии. Но что, если случится наихудший сценарий?

В январе 2026 года технический отчёт Научно-технического совета Великобритании (STFC) попытался ответить на этот вопрос в четвёртом издании документа «Сводка наихудших сценариев космической погоды». 80-страничный доклад охватывает все наземные последствия космической погоды (исключая операции в открытом космосе).

Что мы подразумеваем под «наихудшим сценарием»? На самом деле не имеет смысла планировать меры для событий, которые случаются раз в миллион лет. Вместо этого учёные и политики считают «наихудшим» событие, которое может происходить каждые 100–200 лет. В отчёте описывается, как такое событие может повлиять на всё — от электросетей до спутников. Хотя сценарии основаны на условиях Великобритании, аналогичные последствия возможны и в других частях мира, особенно на схожих широтах.

Может ли космическая погода отключить электричество?

Во время геомагнитных бурь в линиях электропередач на земле возникают дополнительные электрические токи. Если они в сумме с уже существующими становятся достаточно сильными, то могут отключить системы безопасности сетей и привести к региональным блэкаутам. В отчёте также поясняется, что этот процесс может напрямую повреждать трансформаторы и вызывать их преждевременный износ, снижая мощность сетей на месяцы или даже годы после события.

Спутники под угрозой

Согласно отчёту, одно из самых непосредственных последствий серьёзного события космической погоды проявится на орбите. Спутники, от которых зависит всё — от GPS до прогнозов погоды, — особенно уязвимы как для радиации, так и для изменений в атмосфере Земли. Во время экстремального события заряженные частицы могут повредить бортовую электронику и постепенно разрушать солнечные панели, сокращая срок службы аппаратов на годы. В самых тяжёлых случаях некоторые спутниковые системы могут выйти из строя навсегда.

В отчёте также подчёркивается ещё один разрушительный эффект солнечных вспышек: атмосфера Земли может временно расширяться, нагреваясь от поступающих солнечных лучей. Это увеличение атмосферного сопротивления замедляет спутники, заставляя их терять высоту и потенциально сгорать в атмосфере. Мы уже видели версию этого в последние годы. После повышенной солнечной активности в 2022 году до 40 спутников Starlink вошли в атмосферу Земли после запуска во время солнечной вспышки. Наихудший сценарий усилит этот эффект, затруднив операторам отслеживание космических аппаратов и мусора.

Когда отказывают сигналы

Прямо сейчас, пока вы читаете это, радиосигналы проходят сквозь вас и вокруг вас. Наше общество полагается на эти сигналы, используемые в спутниковой навигации, сетях мобильной связи, Wi-Fi, связи с самолётами и кораблями. Многие из этих систем будут нарушены во время наихудших событий космической погоды. Солнечные вспышки сами производят радиоволны, которые могут «заглушать» наземные сигналы. Системы, зависящие от обнаружения слабых радиосигналов (радары и глобальные навигационные системы), окажутся под особой угрозой. Это краткосрочный эффект, длящийся около часа на дневной стороне Земли.

Многие радиосигналы распространяются на большие расстояния, отражаясь от ионосферы. Во время геомагнитных бурь этот слой становится нестабильным, нарушая сигналы. Это может привести к повсеместной деградации и возможной потере спутниковой навигации и связи на несколько дней. Например, сельскохозяйственная отрасль США сильно пострадала во время экстремальной геомагнитной бури в мае 2024 года.

Радиосвязь в УВЧ- и ОВЧ-диапазонах также будет нарушена в течение нескольких дней. Это не помешает работе вашего мобильного телефона, но повлияет на системы дальней связи самолётов и кораблей, что, вероятно, приведёт к отмене рейсов. Впрочем, это не обязательно плохо, поскольку в отчёте также обсуждается риск опасного радиационного облучения экипажей воздушных судов — особенно на высоких широтах. Беременным членам экипажа угроза будет выше.

Хотя экстремальная космическая погода вряд ли приведёт к апокалипсису, она может иметь серьёзные последствия для современной инфраструктуры. Хорошая новость в том, что наша способность наблюдать за Солнцем и прогнозировать бури постоянно улучшается, давая нам больше времени на подготовку к следующему крупному событию.