Całe ćwiczenie zostało zaplanowane w kontekście nadchodzącego startu satelity Sentinel-1D zaplanowanego na 4 listopada. Agencja postanowiła sprawdzić, jak jej zespoły poradziłyby sobie w warunkach ekstremalnej burzy słonecznej porównywalnej z historycznym zdarzeniem z sierpnia 1859 roku.
Czytaj też: Zorze polarne nad Polską to dopiero początek. Gigantyczna burza słoneczna może zakłócić działanie GPS
Wtedy to Ziemię dotknęło najpotężniejsze zarejestrowane bombardowanie geomagnetyczne, znane dziś jako zdarzenie Carringtona. Tamta burza wywołała zorze polarne widoczne aż w Ameryce Środkowej i doszczętnie zniszczyła wczesne systemy telegraficzne. Operatorzy odbierali porażenia prądem, a papier w urządzeniach zapalał się samoczynnie. Gdyby podobna burza uderzyła w dzisiejszy świat, skutki byłyby katastrofalne. Współczesne społeczeństwo opiera się na satelitach, systemach GPS, sieciach energetycznych i globalnej telekomunikacji – wszystkie te systemy pozostają niezwykle wrażliwe na zaburzenia geomagnetyczne.
Co się stanie, gdy nadejdzie ekstremalna burza słoneczna?
W symulacji ESA modelowano rozbłysk słoneczny klasy X45 odpowiadający sile zdarzenia Carringtona. Słońce wyrzuca wtedy obłoki naładowanego pyłu i gazu z prędkością sięgającą 3,2 mln km/h. Cały proces uderzenia przebiega w trzech etapach, z których każdy jest coraz bardziej niszczycielski.
Czytaj też: Słońce wysyła ukryte sygnały do Ziemi. Magnetyczne serpentyny ujawniają nieznane dotąd interakcje kosmiczne
Pierwsza fala dociera najszybciej – promieniowanie rentgenowskie i ultrafioletowe potrzebuje zaledwie 8 minut, by pokonać dystans dzielący nas od Słońca. W tym momencie zakłócenia obejmują systemy radarowe, łączność satelitarną i dane GPS. Dla operatorów to pierwszy wyraźny sygnał, że nadchodzi coś znacznie poważniejszego.
Kolejna fala pojawia się po 10-20 minutach. Cząstki wysokoenergetyczne, przyspieszone do prędkości bliskich prędkości światła, zaczynają bombardować elektronikę pokładową satelitów. Powodują błędy w pamięci komputerów, uszkodzenia układów scalonych, a w najgorszym przypadku trwałe awarie kluczowych systemów.
Prawdziwy kataklizm następuje jednak z trzecią falą. Po 10-18 godzinach od początkowego rozbłysku dociera koronalny wyrzut masy – gigantyczna chmura gorącej plazmy pędząca z prędkością ok. 2000 km/s. Gdy uderza w magnetosferę Ziemi, wywołuje burzę geomagnetyczną o niszczycielskiej sile.
Dla satelitów krążących na niskiej orbicie okołoziemskiej skutki są dramatyczne. Opór atmosferyczny wzrasta o 400 proc., co zmusza systemy sterowania do intensywnego zużywania paliwa dla utrzymania właściwej orbity. Skraca to żywotność misji i drastycznie zwiększa ryzyko kolizji z innymi obiektami.
Problem z potencjalnymi zderzeniami staje się szczególnie złożony. Gwałtownie zmieniające się prawdopodobieństwa utrudniają interpretację danych o zbliżeniach. Manewr uniknięcia jednej kolizji może nieświadomie zwiększyć ryzyko zderzenia z innym obiektem. W takich warunkach każda decyzja wymaga zachowania delikatnej równowagi w obliczu ogromnej niepewności.
Musimy być gotowi
Kiedy w symulacji pojawił się pierwszy sygnał rozbłysku, członkowie zespołu kontroli misji doświadczyli chwili szoku. Jednak szybko odzyskali koncentrację, zdając sobie sprawę, że rozpoczęło się odliczanie. Mieli maksymalnie 18 godzin na przygotowanie wszystkich systemów przed uderzeniem głównej fali.
Czytaj też: Potężny koronalny wyrzut masy na Słońcu. Za kilka dni może być ciekawie
Ćwiczenie pchnęło zespoły i ich systemy do absolutnych granic możliwości. Ostatecznie wszyscy sprostali wyzwaniu, co budzi pewność, że w razie rzeczywistej sytuacji awaryjnej będą w stanie odpowiednio zareagować. Centrum Bezpieczeństwa Kosmicznego ESA, które rozpoczęło działalność w 2022 roku, odegrało kluczową rolę w opracowaniu procedur i zwiększeniu odporności na zagrożenia związane z pogodą kosmiczną.
ESA nie poprzestaje na samych ćwiczeniach. Agencja rozwija system Distributed Space Weather Sensor System, który wdroży nową konstelację satelitów monitorujących aktywność słoneczną w czasie rzeczywistym. Jeszcze ważniejsza wydaje się misja Vigil zaplanowana na 2031 rok.
Burze słoneczne nie są abstrakcyjnym zagrożeniem. W październiku zeszłego roku potężna burza wywołała zorze polarne widoczne nawet w południowych regionach Europy, przypominając o realności tego zjawiska. Prawdziwy wpływ ekstremalnej burzy na nasze społeczeństwo poznamy dopiero wtedy, gdy do niej dojdzie. ESA konsekwentnie buduje systemy wczesnego ostrzegania i procedury reagowania, co budzi ostrożny optymizm. Pytanie nie brzmi “czy”, ale “kiedy” – i lepiej być na to przygotowanym.