Як магнітні бурі впливають на GPS, зв’язок, супутники та електромережі: пояснення вчених

Геомагнітні бурі виникають через потужну сонячну активність і можуть впливати на технології як у космосі, так і на Землі. Сильні збурення здатні погіршувати точність GPS та інших навігаційних систем, створювати перешкоди для радіозв’язку, збільшувати опір для супутників на низьких орбітах і спричиняти небезпечні струми в електромережах та трубопроводах.

Фахівці Центру прогнозування космічної погоди пояснили, як саме магнітні бурі впливають на сучасні технології та чого очікувати під час потужної сонячної активності.

Що таке геомагнітна буря

Геомагнітна буря — це значне збурення магнітосфери Землі, яке виникає внаслідок взаємодії сонячного вітру з магнітним полем нашої планети. Найпотужніші бурі пов’язані з корональними викидами маси (CME) — масштабними викидами плазми та магнітного поля із Сонця.

Такі хмари плазми зазвичай досягають Землі за кілька днів, хоча під час особливо потужних подій цей час може скорочуватися приблизно до 18 годин. Геомагнітні бурі також можуть виникати під впливом високошвидкісних потоків сонячного вітру, які формуються, зокрема, поблизу корональних дір.

Під час бурі в магнітосфері та іоносфері посилюються електричні струми, змінюються радіаційні пояси та нагрівається верхня атмосфера. Ці процеси можуть мати помітні наслідки для супутників, навігації, зв’язку та наземної інфраструктури.

Як магнітні бурі впливають на GPS

Зміни в іоносфері можуть впливати на проходження радіосигналів від навігаційних супутників до приймачів на Землі. Через це зростає ризик похибок у визначенні місцеположення, а в умовах сильної бурі навігаційні системи можуть працювати нестабільно.

Проблема стосується не лише GPS, а й інших глобальних навігаційних супутникових систем (GNSS), які використовуються в транспорті, авіації, геодезії, сільському господарстві та різноманітних технологічних системах.

Що відбувається із супутниками

Під час геомагнітної бурі верхні шари атмосфери нагріваються та розширюються. У результаті на низьких навколоземних орбітах збільшується густина атмосфери, а супутники стикаються з більшим аеродинамічним опором.

Для супутників це означає додаткове навантаження та можливі зміни орбіти. Крім того, потоки енергетичних частинок можуть впливати на роботу бортової електроніки.

Вплив на зв’язок

Геомагнітні збурення змінюють стан іоносфери, через що можуть виникати перешкоди для радіосигналів. Найбільш чутливими є системи, які використовують радіозв’язок і супутникові сигнали.

Особливо це важливо для авіації, морської навігації та інших сфер, де стабільний зв’язок і точне позиціонування мають критичне значення.

Чи можуть магнітні бурі пошкодити електромережі

Потужні геомагнітні бурі здатні створювати геомагнітно-індуковані струми (GIC) у довгих провідниках. Вони можуть виникати в електромережах і трубопроводах та створювати додаткове навантаження на інфраструктуру.

Саме тому сильні геомагнітні бурі вважаються одним із факторів космічної погоди, здатних впливати на роботу технологічних систем на Землі.

Як оцінюють силу геомагнітних бур

Для характеристики геомагнітної активності використовують спеціальні індекси, зокрема Kp та Dst. Kp є одним з основних показників, який застосовується для оцінювання глобального рівня геомагнітних збурень.

На основі Kp Національне управління океанічних і атмосферних досліджень США (NOAA) використовує шкалу G для класифікації геомагнітних бур — від слабких до екстремальних.

Нагадаємо, астероїд 99942 Апофіс, який раніше вважали одним із потенційно небезпечних для Землі, у квітні 2029 року пройде на рекордно близькій, але безпечній відстані від нашої планети.

Читайте також: Магнітні бурі у серпні: коли очікуються неспокійні дні та підвищена активність Сонця