NOWY PORTAL - wersja BETA
mamy już
514redaktorów
o co chodzi w portalu
Kliknij tutaj, aby szukać po branży
dodaj artykuł
ZLECENIA OGŁOSZENIA ZAMÓW REDAKTORA ZAMÓW TEKST KUP ARTYKUŁ
POLECAMY:   Nie dopuść do wypalenia! AIDS pokonany?
 
 
Jesteś tutaj:Strona główna>Lista artykułów>Prezentacja artykułu

Co psuje Słońce?

Dodano: 09.10.2015, autor: Paweł Wiśniewski
kategoria: Nauka i edukacja,  ocena: brak,  rodzaj: Ogólnodostępny
Życie w bezpośrednim sąsiedztwie kosmicznego reaktora termojądrowego jest wygodne – mamy darmową energię. Ale ten reaktor ma też swoje problemy.
Sprawcą wielu nieszczęść na Ziemi jest Słońce, które znajduje się w odległości 150 mon km od naszej Planety.
Wpływ aktywności Słońca na nasze życie nie jest na ogół tak widoczny. Jednak w miarę rozwoju techniki wzrasta jej podatność na zaburzenia wywołane przez gwałtowne słoneczne erupcje. Coraz więcej satelitów obserwuje więc powierzchnię Słońca i mierzą oddziaływanie wypływających zeń cząstek z polem magnetycznym Ziemi. Dzięki temu jesteśmy w pewnym stopniu w stanie przewidzieć kosmiczną pogodę i chronić przed jej kaprysami najbardziej podatne urządzenia i systemy.

Kosmiczna niepogoda

Najgorsza kosmiczna pogoda na ogół występuje co 11 lat maksimum aktywności słonecznej. W atmosferze naszej gwiazdy pojawiają się wtedy rozbłyski i wybuchy wyrzucające w przestrzeń kosmiczną olbrzymie ilości promieniowania ultrafioletowego i rentgenowskiego oraz miliardy ton zjonizowanej materii.
Poruszający się z prędkością światła błysk promieniowania rentgenowskiego, ultrafioletowego i towarzyszące temu fale radiowe docierają do Ziemi po ośmiu minutach. Gdy uderza w atmosferę, wywołuje krótkotrwałe, ale silne zaburzenia jonosfery – górnej warstwy atmosfery odpowiadającej za przekazanie sygnałów radiowych. Pojawiają się wtedy problemy z łącznością. Zjawisko to szczególnie dotyka fale krótkie. Zmniejsza się również jakość sygnałów decymetrowych, fal z pasma UFIP wykorzystywanych m.in. do komunikacji z satelitami. W czasie kosmicznej niepogody nie można więc polegać na łączności satelitarnej i systemie GPS.
Wyrzucone przez Słońce wysokoenergetyczne protony, elektrony i inne cząstki naładowane docierają w pobliżu Ziemi po kilku godzinach od pierwotnego rozbłysku. Przed ich zalewem od pewnego stopnia chroni nas magnetosfera – obszar, w którym ziemskie pole magnetyczne jest w stanie skutecznie odchylać bieg większości cząstek naładowanych. W okolicy biegunów magnetycznych zaporą dla tych cząstek jest jednak przede wszystkim atmosfera. Jej linie ochrony pozbawieni są astronauci i w znacznym stopniu pasażerowie oraz załoga samolotów przelatujących na dużych wysokościach nad Arktyką.

Zabójcze promieniowanie

Latający nad okolicami bieguna piloci zbierają rocznie dawkę odpowiadającą około 15 prześwietleniom klatki piersiowej – to więcej, niż otrzymują corocznie pracownicy elektrowni jądrowych. W okresie wyjątkowej aktywności Słońca dawki te mogą być jednak wielokrotnie wyższe. W ciągu jednego lotu nad Arktyką można wówczas pochłonąć równoważnik pięciu prześwietleń.
W kosmosie zagrożenie jest poważniejsze. Chociaż wnętrze statku kosmicznego niemal stukrotnie tłumi bombardujące go promieniowanie, podczas typowego pobytu na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej astronauci pochłaniają dziennie dawkę, która odpowiada ośmiu prześwietleniom klatki piersiowej. W sierpniu 1972 roku po wybuchu słonecznym w przestrzeń kosmiczną wokół Ziemi uderzyło promieniowanie odpowiadające niewiarygodnej liczbie 140 tys. prześwietleń. Na szczęście nie odbywała się wówczas żadna misja. Przed takim rozbłyskiem nie uchroniłby astronautów spacerujących po powierzchni Księżyca lub znajdujących się w lądowniku Apolla słabiej zabezpieczonym przed promieniowaniem od głównego statku misji.
Z tym samym problemem będą się musiały zmierzyć przyszłe wyprawy na Marsa – prawdopodobnie lot załogowy odbędzie się w okresie słonecznego minimum, nawet wówczas mogą się jednak zdarzyć nieoczekiwane rozbłyski.

Gorąca atmosfera i burza geomagnetyczna

Gdy Słońce jest szczególnie aktywne, podgrzana atmosfera Ziemi rozszerza się tak bardzo, że dosięga orbit nisko krążących satelitów. Tarcie o ten rzadki gaz hamuje ruch najbliższych Ziemi obiektów i przyspiesza ich upadek. Tego rodzaju efekt był przyczyną przedwczesnego upadku laboratorium Skylab w 1979 roku. Na ogół jednak tarcie znienacka pojawiające się w atmosferze zmienia tylko tor ruchu krążących w pobliżu Ziemi ciał. Po wybuchach słonecznych w 1989 roku w wyraźny sposób zmieniło orbitę aż tysiąc spośród nich. Strumień cząstek naładowanych szkodzi też systemom elektronicznym satelitów i uszkadza panele ich baterii słonecznych. Nieliczne cząstki, którym udaje się dotrzeć do powierzchni Ziemi, mogą spowodować losową zmianę bitów w pamięci komputerów i niszczyć zgromadzone w nich dane.
Zaburzenia nieustannie wiejącego od Słońca wiatru słonecznego – strumienia wolniejszych cząstek naładowanych – docierają w pobliże Ziemi po kilku dniach. Uderzający w ziemską magnetosferę gwałtowniejszy niż zazwyczaj wiatr przesuwa i odkształca jej granice. Wywołane wówczas fluktuacje rejestrowanego na Ziemi pola magnetycznego – burze geomagnetyczne – objawiają się między innymi przez drobne drgania igły kompasu. Inne konsekwencje burz są mniej niewinne: Zmienne pole magnetyczne generuje prądy w długich metalowych przedmiotach – rurociągach i przewodach energetycznych. Zjawisko to odkryto już w XIX wieku. Wkrótce po wynalezieniu telegrafu – przyrządu, w którym dwa odległe miejsca łączył długi metalowy przewód – kosmiczne burze zaczęły sprawiać wiele kłopotów pocztowcom. Podczas szczególnie silnych burz krótkotrwałe zmiany pola magnetycznego generowały w drucie telegrafu tak wysokie napięcie, że niekiedy do wysyłania wiadomości nie była potrzebna bateria, a telegrafiści ryzykowali porażenie.
Dodatkowe chaotyczne prądy powstające w liniach energetycznych zwiększają ryzyko awaryjnych wyłączeń prądu. Dotyczy to szczególnie użytkowanych przez człowieka obszarów położonych blisko biegunów magnetycznych Ziemi, a więc północnej części Stanów Zjednoczonych i Kanady oraz Syberii. Klasycznym przykładem wpływu Słońca na linie energetyczne jest wydarzenie z 1989 roku. Prąd wygenerowany w przewodach podczas burzy geomagnetycznej spowodował wówczas dziesięciogodzinne wyłączenie prądu w Kanadzie na obszarze zamieszkanym przez 9 mln osób. Nie zawsze wina Słońca jest tak oczywista, jednak w okresie jego nasilenia aktywności liczba awarii sieci znacząco rośnie.
Prądy płynące transportującymi gaz i ropę rurociągami przyspieszają ich korozję. Najbardziej spektakularny przykład wpływu Słońca na trwałość gazociągu ujawnił się 4 czerwca 1989 roku w pobliżu baszkirskiej Ufy. W olbrzymim wybuchu gazu zginęło wówczas 575 pasażerów dwóch przejeżdżających obok nieszczelnego gazociągu pociągów. Przyczyną przedwczesnej korozji i wycieku gazu były właśnie wywołane przez burzę geomagnetyczną prądy.

Kosmiczna prognoza

Kosmiczna pogoda wymaga kosmicznych meteorologów. Choć niektórym konsekwencjom słonecznych kaprysów nie umiemy na razie zaradzić. Wiadomość o nadchodzących zaburzeniach pozwala uniknąć części strat i zagrożeń. Załogi misjo orbitalnych rezygnują ze spacerów kosmicznych i chronią się w najlepiej zabezpieczonych przed promieniowaniem pomieszczeniach statku. Uprzedzeni o burzy geomagnetycznej piloci nadarktycznych samolotów i kapitanowie statków przełączają radio na mniej podatny na zakłócenia zakres i mniej ufają namiarom GPS i automatycznym systemom nawigacyjnym. Poszukujący złóż geolodzy wstrzymują część pomiarów, ponieważ zaburzenia pola magnetycznego podważają wiarygodność uzyskanych danych. Czujność wzmagają też operatorzy sieci energetycznych – jak oceniają ekonomiści, trafna prognoza kosmicznej pogody, która umożliwia zastosowanie dodatkowych środków bezpieczeństwa, oszczędza amerykańskim producentom energii przeciętnie 365 mln dol. rocznie.
Skutki kosmicznych zaburzeń dotykają nie tylko przedmioty martwe. Prognozy dotyczące burz geomagnetycznych śledzą uważnie hodowcy gołębi. Ptaki te wykorzystują bowiem do orientacji wśród innych wskazówek również kierunek pola magnetycznego Ziemi. Zaburzenia tych danych podczas silniejszych burz magnetycznych sprawiają, że do celu dolatuje mniej niż zazwyczaj ptaków, w wielu krajach nie organizuje się więc w tym czasie dużych gołębich wyścigów,

Słoneczni meteopaci

Czy burze geomagnetyczne mają też bezpośredni wpływ na ludzi? Jak dotąd nie ma rozstrzygających tą kwestię danych. Niektórzy lekarze odnajdują jednak korelacje pomiędzy szczególnie wysoką aktywnością Słońca a liczbą samobójstw i przyjęć pacjentów na oddziały psychiatryczne. Część kardiologów zauważa też większą liczbę zawałów serca w okresie szczególnie silnych zaburzeń ziemskiego pola magnetycznego. Czy zwiększoną aktywność Słońca da się kiedyś prognozować z dużym wyprzedzeniem? Na razie z pewnością nie jest to możliwe. Chociaż założenia o istnieniu 11 – letniego cyklu słonecznego pozwalają na względnie dokładne przewidywanie lat maksymalnej aktywności Słońca, to jednak nie daje to odpowiedzi na pytanie, czy najbliższy cykl będzie wyjątkowo burzliwy, czy stosunkowo spokojny. Słońce potrafi nas też zaskoczyć nawet po okresie maksimum – świadczą o tym chociażby wyjątkowo wysokoenergetyczne wybuchy obserwowane niemal dwa lata po maksimum, w październiku i listopadzie 2003 roku. Niespokojnym kosmicznym meteopatom pozostaje więc śledzenie prognoz krótkoterminowych dostępnych na stronach poświęconych kosmicznej pogodzie.
GALERIA

 

OCENA ARTYKUŁU

Pomóż nam budować ranking artykułów, oceń powyższy.
oceń artykuł
średnia ocen
0
Wykonawca: PERSABIO
Wszelkie prawa zastrzeżone

zamknij
zamknij

Czytaj artykuły z wybranej kategorii

kliknij w nazwę kategorii aby przejść do listy artykułów
zamknij

Znajdź specjalistę z wybranej branży

kliknij w nazwę branży aby przejść do listy specjalistów publikujących w niej artykuły