Dünyayı uzay havasından koruyabilir miyiz?

Eylül 1859’un başlarında, Kuzey Işıkları aniden Karayipler kadar güneyde görülebildi. Nedeni, jeomanyetik bir güneş fırtınasıydı – özellikle, onu kaydeden astronomdan sonra şimdi Carrington Olayı olarak adlandırılan bir koronal kütle fırlatmasıydı.

Güneş patlaması, yaklaşık üç gün süren rahatsızlıklarla 17.6 saatte Dünya’ya ulaştı. Helsinki Üniversitesi’nden Palmroth, “Çağdaş hesaplar, telgraf ekipmanının ya bu bağımsız elektromanyetik güç kaynağı sayesinde piller açılmadan çalıştığından ya da basitçe alev aldığından bahsediyor” diyor.

Elektroniğe artan bağımlılığımız göz önüne alındığında, bugün benzer büyüklükte bir olay yaşansaydı, etki daha geniş kapsamlı ve uzun süreli olur muydu? AB’nin Uzay Danışma Grubu eski başkanı Palmroth, “Öyle olduğunu varsayıyoruz, ancak gerçekten bilmiyoruz ve benim de araştırdığım şey bu” diye ekliyor. “Tarihsel kayıtlar, bu büyüklükteki olayların her 100-150 yılda bir beklenebileceğini gösteriyor. Sanırım bir sonrakine tanık olacağım.”

Güneş fırtınalarına ne sebep olur?

Güneş, hem güneş patlamalarından kaynaklanan yüksek enerjili ancak düşük yoğunluklu parçacıkların hızlı patlamalarından hem de daha yavaş, düşük enerjili ancak yüksek yoğunluklu parçacıklardan oluşan plazma bulutları olarak uzaya sürekli olarak bir yüklü parçacık akışı salar.

Dünyanın manyetik alanı, bu parçacıkları kutup bölgelerine saptırarak kutup aurorasını yaratır – ancak etki daha da genişler. Palmroth, “Uzay, yerden yaklaşık 100 km yukarıda başlamak olarak tanımlansa bile, uzay havasının yeryüzünde etkileri olabilir” diye açıklıyor.

2012’de NASA’nın STEREO uydusu, Carrington ölçeğinde bir güneş patlaması gözlemledi; Neyse ki birkaç gün farkla Dünya’yı ıskaladı. Dünya’nın manyetosferine ulaşmış olsaydı, muhtemelen iletişim, güç ve ulaşım ağlarında önemli bir kesinti olurdu.

Palmroth, “Dünya’nın manyetik alanındaki bu tür değişiklikler, jeomanyetik olarak indüklenen akımlar (GIC’ler) üretirken, güneş parçacıkları iyonosferik radyo sinyallerini engeller ve kapana kısılmış parçacıklar nedeniyle Dünya’ya yakın uzay radyasyonunu artırır” diye özetliyor Palmroth.

Aşırı şarjlı GIC’ler, 2003’te İsveç’in Malmö kentinde olduğu gibi güç şebekelerinde ekstra doğru akımlar (DC’ler) oluşturarak onları kapatabilir.

Güneş parçacıkları, radar gibi yüksek frekanslı bant genişlikleri kullanan cihazları riske atarak değişken iyonosferik yoğunluk oluşturarak iletişim sinyallerini bozar. Bu aynı zamanda telefon veya araba GPS navigasyonunu güvenilmez hale getirir ve finansal hizmetler ve diğer endüstriler için gerekli olan uydu zaman damgalarının kaybolmasına neden olur.

Artan Dünya’ya yakın uzay radyasyonu, hava durumu, navigasyon ve Dünya gözlemi için kullanılan uydular üzerinde doğrudan bir etkiye sahip olacaktır. Yörüngelerine bağlı olarak, malzemeler radyasyona maruz kalarak bozulabilir veya ışık hızında hareket eden yüksek enerjili yüklü parçacıkların doğrudan çarpmasıyla tamamen yok olabilir.

Palmroth, “Ama bu bilinçli bir spekülasyon” diye uyarıyor. “Karasal hava durumu için birçok izleme cihazımız olsa da, uzay havasının altyapı üzerindeki olası etkileri için büyük ölçüde modellemeye güveniyoruz.”

Uzay hava tahmini

Palmroth, 15 yılı aşkın bir süre önce bir ERC hibesi sayesinde, o zamanlar henüz var olmayan süper bilgisayarlardan yararlanmak için tasarlanmış bir uzay ortamı modelleme aracı yarattı. Son zamanlarda PRESTISSIMO projesiyle zenginleştirilen ortaya çıkan Vlasiator simülatörü, uzayda uçan yüksek enerjili parçacıkların yerini, hızını ve yörüngesini çiziyor.

“Başlangıçta insanlar deli olduğumu düşündüler. Şimdi, daha önce mümkün olmayan fenomenleri görselleştirmek için Avrupa’nın en büyük süper bilgisayarlarını kullanan dünyanın en doğru uzay ortamı simülatörüne sahibiz. Vlasiator açık kaynak olduğu için, başka gezegenleri modellemek de dahil olmak üzere diğerleri onu kullanıyor. ” diye ekliyor Palmroth.

Palmroth şu anda uzay havasından Dünya’nın olası etkilerini değerlendiriyor ve iki ana araştırma sorusuna öncelik veriyor: GIC’lerin elektrik şebekelerini nasıl etkileyebileceği ve parçacık akışı ve enerjinin uyduları nasıl etkileyebileceği.

Elektrik şebekelerinin ve uyduların konfigürasyonu hakkında ticari ve politik açıdan hassas bilgiler gerektirdiğinden her ikisini de araştırmak zordur, bu nedenle ekip şu anda Finlandiya verileriyle çalışıyor.

Palmroth, “Finlandiya’nın elektrik şebekelerinin uzaydaki en olası hava etkilerine dayanabileceğini biliyoruz çünkü bizim transformatörlerimiz fazladan DC’leri çoğu Avrupa ülkesinden daha iyi barındırıyor” diyor. “Bu, en kötü senaryoda, Avrupa’da sadece Finlandiya’nın ışıklarını açık tuttuğu anlamına mı geliyor? Bilmiyoruz.”

CARRINGTON projesi, risk azaltma üzerinde çalışmak için Finlandiya hazırlık topluluğuyla işbirliği yapıyor. Palmroth, “Carrington ölçeğindeki bir olaya karşı soru şu: 17 saat içinde ne yapabilirsiniz? Hazır bir plana ihtiyacınız var” diyor.