Όταν ο Ήλιος χτυπά τη Γη: Μέσα στη μεγαλύτερη ηλιακή καταιγίδα που «έζησε» ποτέ ο ESA
Στο κέντρο ελέγχου του ESA στο Darmstadt, στη Γερμανία, οι οθόνες άρχισαν να τρεμοπαίζουν. Επικοινωνίες χάνονταν, τα συστήματα πλοήγησης κατέρρεαν και τα ηλεκτρονικά εμφάνιζαν αλλοπρόσαλλες ενδείξεις. Όλα έδειχναν πως η Γη είχε μόλις δεχτεί ένα καταστροφικό πλήγμα από τον Ήλιο, μια ηλιακή καταιγίδα ασύλληπτης ισχύος. Ευτυχώς, το σενάριο αυτό δεν ήταν πραγματικότητα, αλλά μέρος μιας από τις πιο ακραίες προσομοιώσεις που έχει οργανώσει ποτέ ο Ευρωπαϊκός Οργανισμός Διαστήματος: η δοκιμή ετοιμότητας για την αποστολή Sentinel-1D.
Πριν από κάθε εκτόξευση, οι ομάδες του ESA περνούν από εβδομάδες αυστηρών ασκήσεων προσομοίωσης, σχεδιασμένων για να ελέγχουν τις αντιδράσεις τους σε κάθε πιθανό τεχνικό πρόβλημα. Αυτή τη φορά, ωστόσο, οι υπεύθυνοι της προσομοίωσης αποφάσισαν να ανεβάσουν τον πήχη στα όρια του αδιανόητου. Εμπνευσμένοι από το ιστορικό «Carrington event» του 1859 —την ισχυρότερη γεωμαγνητική καταιγίδα που έχει καταγραφεί ποτέ—, δημιούργησαν ένα σενάριο όπου ο Ήλιος εξαπολύει μια έκρηξη ικανή να αποδιοργανώσει δίκτυα, δορυφόρους και ηλεκτρικά συστήματα σε πλανητική κλίμακα.
«Αν κάτι τέτοιο συνέβαινε στην πραγματικότητα, δεν υπάρχουν καλές λύσεις. Ο στόχος μας θα ήταν απλώς να διατηρήσουμε τον δορυφόρο ασφαλή και να περιορίσουμε τη ζημιά», εξηγεί ο Thomas Ormston, αναπληρωτής υπεύθυνος επιχειρήσεων του Sentinel-1D.
Η ώρα είναι 22:20 και όλα κυλούν σύμφωνα με το σχέδιο. Ο δορυφόρος έχει μόλις αποκολληθεί από τον πύραυλο εκτόξευσης και η ομάδα περιμένει να λάβει το πρώτο του σήμα. Ξαφνικά, ο δέκτης γεμίζει παράσιτα. Μέσα σε λίγα λεπτά, η αποστολή χάνει την επικοινωνία. Το σενάριο έχει ξεκινήσει: μια ισχυρότατη ηλιακή έκλαμψη τύπου X45 —από τις μεγαλύτερες που έχουν θεωρητικά υπάρξει— έχει πλήξει τη Γη.
Η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία φτάνει σχεδόν ακαριαία, μέσα σε μόλις οκτώ λεπτά. Τα σήματα GPS και Galileo καταρρέουν, τα ραντάρ αποτυγχάνουν και οι σταθμοί εδάφους στις πολικές περιοχές χάνουν κάθε δυνατότητα παρακολούθησης.
Δέκα λεπτά αργότερα, έρχεται το δεύτερο κύμα: σωματίδια υψηλής ενέργειας —πρωτόνια, ηλεκτρόνια, άλφα-σωματίδια— σαρώνουν τη Γη, προκαλώντας απορρυθμίσεις στα ηλεκτρονικά των δορυφόρων, «καψίματα» κυκλωμάτων και τυχαίες αναστροφές bit. «Η ομάδα αιφνιδιάστηκε, αλλά ήξερε ότι είχε μόλις ξεκινήσει μια αντίστροφη μέτρηση. Σε 10 έως 18 ώρες θα έφτανε το τρίτο και πιο καταστροφικό κύμα: η στεμματική εκτίναξη μάζας», σημειώνει ο Gustavo Baldo Carvalho, υπεύθυνος προσομοίωσης του Sentinel-1D.
Δεκαπέντε ώρες μετά, η Γη δέχεται το πιο βίαιο πλήγμα. Μια τεράστια στεμματική εκτίναξη μάζας —ένα σύννεφο πλάσματος με φορτισμένα σωματίδια που ταξιδεύουν με ταχύτητα έως 2.000 χιλιόμετρα το δευτερόλεπτο— συγκρούεται με τον μαγνητικό φλοιό του πλανήτη, προκαλώντας παγκόσμια γεωμαγνητική καταιγίδα.
Στο έδαφος, εντυπωσιακές αύρες φωτίζουν τον ουρανό μέχρι και τη Σικελία, αλλά ταυτόχρονα τα ηλεκτρικά δίκτυα καταρρέουν και οι γραμμές μεταφοράς υπερφορτώνονται από τεράστια ηλεκτρικά ρεύματα. Στο Διάστημα, οι δορυφόροι παλεύουν να διατηρήσουν την τροχιά τους καθώς η ατμόσφαιρα διογκώνεται, αυξάνοντας την τριβή έως και κατά 400%.
«Ένα τέτοιο φαινόμενο δεν θα προκαλούσε μόνο αυξημένο κίνδυνο συγκρούσεων με διαστημικά συντρίμμια, αλλά και επιτάχυνση της φθοράς των δορυφόρων λόγω της κατανάλωσης καυσίμων για τη διόρθωση τροχιάς», εξηγεί ο Jorge Amaya, συντονιστής προσομοιώσεων διαστημικού καιρού στον ESA.
Ταυτόχρονα, οι προβλέψεις σύγκρουσης γίνονται εξαιρετικά δύσκολες. «Όταν οι πιθανότητες αλλάζουν από λεπτό σε λεπτό, μια εντολή αποφυγής μπορεί να μειώσει έναν κίνδυνο αλλά να αυξήσει έναν άλλον», σημειώνει ο Jan Siminski από το Space Debris Office του ESA.
Η ακτινοβολία πλήττει επίσης τα ηλεκτρονικά και τις μπαταρίες των δορυφόρων, ενώ τα συστήματα προσανατολισμού «τυφλώνονται» από την υπερβολική ακτινοβολία. «Ακόμα και οι δορυφόροι χαμηλής τροχιάς, που προστατεύονται από το μαγνητικό πεδίο της Γης, θα δυσκολεύονταν να επιβιώσουν σε μια έκρηξη της κλίμακας του Carrington event», προειδοποιεί ο Amaya.
Για τον ESA, η προσομοίωση αυτή ήταν κάτι πολύ περισσότερο από μια απλή δοκιμή. «Μας έδωσε την ευκαιρία να δούμε πώς θα αντιδρούσαν όχι μόνο οι ομάδες μας αλλά και το ευρύτερο δίκτυο επιχειρήσεων της Ευρώπης, υπό απόλυτη πίεση και αβεβαιότητα», εξηγεί ο Gustavo. «Το μάθημα είναι ξεκάθαρο: δεν είναι θέμα αν θα συμβεί κάτι τέτοιο, αλλά πότε».
Το Space Safety Centre του ESA, που δημιουργήθηκε το 2022, είχε κεντρικό ρόλο στην άσκηση, συντονίζοντας τις αντιδράσεις διαφόρων αποστολών και γραφείων. Η εμπειρία αυτή θα αποτελέσει τη βάση για νέες πανευρωπαϊκές υπηρεσίες πρόγνωσης και διαχείρισης διαστημικού καιρού, ένα κρίσιμο βήμα για τη μελλοντική ασφάλεια υποδομών και επικοινωνιών.
Πέρα από τις ασκήσεις, ο ESA εργάζεται ήδη για να βελτιώσει την ικανότητα πρόβλεψης τέτοιων γεγονότων. Το πρόγραμμα Space Safety αναπτύσσει το Distributed Space Weather Sensor System (D3S), ένα δίκτυο δορυφόρων που θα συλλέγουν συνεχή δεδομένα για την ηλιακή δραστηριότητα γύρω από τη Γη.
Παράλληλα, η αποστολή Vigil, που προγραμματίζεται για το 2031, θα παρακολουθεί την «πλευρά» του Ήλιου από το σημείο Lagrange 5 — μια οπτική γωνία που θα επιτρέπει την ανίχνευση επικίνδυνων εκρήξεων προτού στραφούν προς τη Γη. Θα είναι, με άλλα λόγια, το πρώτο πραγματικό σύστημα έγκαιρης προειδοποίησης για καταιγίδες που μπορούν να παραλύσουν ολόκληρο τον πλανήτη.
[source]
