Щит от Солнца: искусственный барьер может защитить Землю от смертоносных бурь

Мощная солнечная вспышка может отключить электросети по всей планете, вывести из строя спутники и парализовать системы связи. Ущерб от такого события может исчисляться триллионами долларов, а восстановление займёт годы. Но что если мы сможем защитить Землю заранее, создав искусственный барьер на пути солнечной плазмы? Исследователи из Бостонского университета и Мичиганского университета предложили концепцию StormWall — системы, способной ослабить удар солнечной бури до того, как он достигнет нашей планеты.

Когда на Солнце происходит корональный выброс массы, в сторону Земли устремляется облако заряженных частиц. При столкновении с магнитным полем планеты происходит магнитное пересоединение — процесс, при котором линии поля разрываются под давлением и смыкаются вновь, пропуская колоссальную энергию внутрь магнитосферы. Оттуда она может проникать к поверхности через радиационные пояса. Эффективность этого процесса зависит от двух факторов: силы магнитного поля и плотности плазмы в магнитосфере. Чем выше плотность плазмы, тем меньше энергии достигает Земли.

Именно это свойство лежит в основе StormWall. Учёные предлагают увеличить плотность плазмы у внешней границы магнитосферы, создав искусственный барьер. Для этого необходимо разместить на геостационарной орбите группу космических аппаратов, несущих запас материала, способного быстро ионизироваться под действием солнечного ультрафиолета. В качестве такого материала рассматриваются щелочные металлы — литий или натрий, содержащийся в морской воде. При попадании в космос материал ионизируется, приобретает электрический заряд и начинает взаимодействовать с магнитным полем. Согласно расчётам, такой буфер мог бы ослабить интенсивность солнечной бури примерно вдвое, отклоняя основную массу плазмы в сторону — как вода огибает камень в потоке.

Авторы концепции предполагают, что для создания полноценного барьера потребуется около шести аппаратов, каждый из которых должен нести запас материала, сопоставимый с объёмом десятка топливных цистерн. В идеале, по их мнению, большее количество более мелких аппаратов могло бы оказаться эффективнее. Общая стоимость проекта оценивается в сумму, сопоставимую с бюджетом миссии Artemis II — около 4 миллиардов долларов.

Однако у StormWall есть серьёзные ограничения. Созданный барьер остаётся активным лишь около шести часов, после чего материал рассеивается в космосе. Это означает, что защиту нужно активировать в строго определённый момент, когда солнечная буря уже зафиксирована и приближается к Земле. Для этого необходима высокая точность прогнозирования космической погоды и наличие спутников, способных отслеживать корональные выбросы в стереорежиме. Кроме того, StormWall — это одноразовое решение: после использования запасы материала истощаются, и для новой защиты потребуется новый запуск.

Несмотря на технические сложности, такая защита может оказаться необходимой. В 1859 году солнечная буря, известная как событие Каррингтона, вызвала пожары на телеграфных линиях. Если подобное произойдёт сегодня, ущерб для глобальной инфраструктуры может превысить 2,4 триллиона долларов. Уже сейчас фермеры в США теряют сотни миллионов долларов из-за сбоев GPS, вызванных солнечными бурями. Правительства не спешат действовать, хотя в 2018 году Министерство внутренней безопасности США назвало солнечную бурю второй по вероятности угрозой после пандемии.

Сейчас, когда частные компании владеют большей частью активов в космосе, ответственность за защиту планеты всё чаще переходит к ним. И если человечество хочет сохранить свою технологическую цивилизацию, возможно, пора перестать ждать и начать строить щит.