يمكن أن تتسبب العواصف الشمسية والهجمات الإلكترونية في انقطاعات للتيار الكهربائي. معرفة الفرق بينهما قد توفر مليارات الدولارات
يمكن أن تتسبب العواصف الشمسية والهجمات الإلكترونية في انقطاعات للتيار الكهربائي
يمكن أن يُسبب الطقس الفضائي والهجمات الإلكترونية اضطراباتٍ مماثلةً في أنظمة التكنولوجيا الأساسية لحضارتنا. إن التمييز بينهما بسرعةٍ وموثوقيةٍ يُمكن أن يُحدث فرقًا بمليارات الدولارات في الاقتصادات التي قد تُصاب بالشلل عند حدوث مثل هذه الاضطرابات.
بعد ظهر يوم 28 أبريل بقليل، غرقت شبه الجزيرة الأيبيرية الأوروبية بأكملها في ظلام دامس. تسبب حادث مجهول في انقطاع شبكات الكهرباء التي تخدم إسبانيا والبرتغال وأجزاء من جنوب فرنسا. في لحظة، انتهى يوم العمل لملايين الأشخاص، إذ انطفأ فجأةً كل ما لا يعمل بالبطارية. توقفت القطارات عن العمل، مما أدى إلى تقطع السبل بآلاف الركاب، وانقطعت تغطية الإنترنت والهواتف المحمولة.
وقعت عاصفة شمسية في يوم انقطاع الكهرباء في إسبانيا، ويخشى الخبراء من أن التفسيرات المتعددة المحتملة لمثل هذه الأحداث قد تؤخر الاستجابة وتزيد من آثارها. في الواقع، في تمرين حديث لاختبار جاهزية طقس الفضاء في الولايات المتحدة، أربكت أوجه التشابه بين آثار الهجمات الإلكترونية والعواصف الشمسية المشاركين، مما سلّط الضوء على الحاجة إلى مزيد من البحث في نقاط الضعف التكنولوجية في كلتا الحالتين.
أُجريت مناورةٌ لطقس الفضاء على سطح المكتب في مايو 2024، وهي أول مناورة من هذا النوع لاختبار جاهزية الولايات المتحدة لعاصفة شمسية كبيرة. نُشرت نتائج هذه المناورة، التي شاركت فيها 35 وكالة حكومية أمريكية، في تقريرٍ في أبريل.
في إحدى عمليات المحاكاة خلال التمرين، أفادت الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي والقوات الجوية الأمريكية بوقوع توهج شمسي شديد وانفجار لاسلكي، لكن وزارة أو وكالة فيدرالية أخرى "أفادت بمعلومات متناقضة، تُشير إلى أن انقطاعات الاتصالات والراديو ربما كانت نتيجة هجوم إلكتروني"، وفقًا للتقرير. والأهم من ذلك، أظهر التقرير الحاجة إلى تواصل فعال بعد مثل هذه الأحداث.
في حالة الهجمات الإلكترونية، يمكن للبرمجيات الخبيثة المتطورة والتخطيط الدقيق من قِبل جهات فاعلة خبيثة بارعة في استخدام الحاسوب تعطيل أنظمة البرمجيات التي تتحكم في البنية التحتية للطاقة. من ناحية أخرى، يُعطّل طقس الفضاء شبكات الكهرباء عن طريق إحداث تيارات قوية في المجال المغناطيسي للأرض، مما قد يُؤدي إلى ارتفاع مفاجئ في التيار الكهربائي في خطوط الكهرباء وتعطيل المحولات.
خلال أحداث الطقس الفضائي الشديدة، تجد إشارات الأقمار الصناعية صعوبة في الوصول إلى الأرض عبر الغلاف الجوي الذي يتأين فجأةً بفعل سحب الجسيمات النشطة القادمة من الشمس. يمكن لهذه الجسيمات نفسها أن تُعطّل إلكترونيات المركبات الفضائية، مما يُسبب أخطاءً في الإشارات، وفي بعض الحالات أضرارًا دائمة للمكونات. يتطلب الاستعداد لهذين النوعين من الحوادث والتعافي منها نهجين مختلفين تمامًا، على الرغم من أن آثارهما قد تبدو متشابهة.
أظهرت تجربة طقس الفضاء التي أشرفت عليها الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA) أن ضعف التواصل بين خبراء طقس الفضاء والهيئات الحكومية الأخرى والجهات المعنية التي يُحتمل أن تتعامل مع تداعيات هذه الحوادث قد يؤدي إلى استنتاجات خاطئة. ويمكن أن تؤدي هذه الاستنتاجات الخاطئة بدورها إلى قرارات خاطئة وإجراءات غير سليمة.
وقال سبان "إن المعرفة العميقة بالتكنولوجيا المتضررة ضرورية، بما في ذلك نقاط ضعفها في مواجهة تأثيرات الطقس الفضائي والهجمات الإلكترونية، من أجل تحديد السبب الجذري".
وبحسب سبان، فإن العديد من أنظمة التكنولوجيا بما في ذلك مجموعات الأقمار الصناعية، وخاصة تلك التي يتم تشغيلها تجارياً، ليست مفهومة بالضرورة بشكل جيد من قبل خبراء الطقس الفضائي، وبالتالي فإن تأثيرات مثل هذه الأحداث على هذه الأنظمة يصعب التنبؤ بها.
وقال سبان إنه من أجل المساعدة في الاستعداد والتخفيف، يحتاج الباحثون وخبراء الطقس الفضائي إلى التعاون بشكل وثيق مع مشغلي الأقمار الصناعية وغيرها من التقنيات التي قد تكون عرضة للهجمات الإلكترونية وأحداث الطقس الفضائي.
كشف التقرير عن أوجه قصور كبيرة أخرى في استعداد الولايات المتحدة للطقس الفضائي. تُعدّ الانبعاثات الكتلية الإكليلية (CMEs) – وهي سحب كبيرة من البلازما الممغنطة تنبعث من الغلاف الجوي للشمس – السبب الرئيسي للعواصف الشمسية على الأرض. قد تستغرق هذه السحب ما يصل إلى ثلاثة أيام للوصول إلى الكوكب. للوهلة الأولى، يُفترض أن يوفر ذلك وقتًا كافيًا لإصدار تحذير في الوقت المناسب.
مع ذلك، فإن نقص القياسات الفضائية يعني أن العلماء لا يستطيعون تكوين فكرة دقيقة عن الاصطدامات المتوقعة إلا قبل نصف ساعة تقريبًا من اصطدام CME بالأرض. ويرجع ذلك إلى أن مسبار مراقبة الطقس الفضائي الثابت الوحيد في مدار الأرض يقع في نقطة لاغرانج 1، على بُعد حوالي 900 ميل (1,500,000 كيلومتر) من الأرض باتجاه الشمس.
يمكن لمتنبئي الطقس الفضائي أحيانًا استخدام بيانات من مسابر علمية ترصد الشمس، مثل مسبار "سولار أوربيتر" التابع لوكالة الفضاء الأوروبية (ESA) أو مهمة "ستيريو" التابعة لناسا. مع ذلك، لا تكون هذه الأقمار الصناعية دائمًا في الموقع المناسب لتوفير القياسات اللازمة.
قال سبان: "هناك العديد من الملاحظات التي نعلم أنها ستُحسّن التنبؤات والتنبؤات الآنية لطقس الفضاء، وهي بيانات غير متوفرة لدينا. نعرف ذلك لأننا لمسنا قيمة هذه الملاحظات، إما عندما كانت متوفرة مؤقتًا أو من خلال نماذج أظهرت لنا أنه بإمكاننا تحسين توقعاتنا وتوقعاتنا الآنية إذا توفر لدينا نوع معين من البيانات".
ومع ذلك، فمن غير المؤكد ما إذا كانت الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي ستكون قادرة على الاستثمار في مثل هذه البعثات الجديدة، حيث تواجه الوكالة تخفيضات واسعة النطاق في الميزانية بسبب قرارات إدارة ترامب.
تتزايد آثار طقس الفضاء على مجتمعنا مع تزايد اعتمادنا على تقنيات الفضاء. في المدار الأرضي المنخفض – أي المنطقة من الفضاء التي يصل ارتفاعها إلى 600 ميل (1000 كيلومتر) – تواجه الأقمار الصناعية صعوبات أثناء العواصف الشمسية بسبب زيادة مقاومة الغلاف الجوي الناتجة عن الجسيمات النشطة من الشمس. قد تفقد الأقمار الصناعية ارتفاعها بشكل كبير خلال هذه الأحداث، مما يستدعي مناورات طارئة لمنعها من الانطلاق نحو الأرض. هذه المناورات المحمومة بدورها تُحدث فوضى تمنع خبراء الوعي الفضائي من وضع تقديرات دقيقة لمساراتها واصطداماتها المحتملة.
قصص ذات صلة:
قال سبان: "في المدار الأرضي المنخفض، ونظرًا لتزايد أعداد الأقمار الصناعية، هناك حاجة ماسة لمزيد من عمليات الرصد. وبالمثل، هناك حاجة لتحسين نماذج التنبؤ لتوفير فترات زمنية أطول مع ما يصاحب ذلك من عدم يقين".
منذ أن اكتسبت الدورة الشمسية الحالية – النمط الذي يستمر 11 عامًا في صعود وهبوط النشاط الشمسي – قوتها في أوائل عام 2021، حدث حدثان شمسيان على الأقل تسببا في مشاكل كبيرة في مدار الأرض.
في عام ٢٠٢٢، فقدت سبيس إكس دفعةً من أقمار ستارلينك الصناعية التي أُطلقت حديثًا، إذ لم تتمكن المركبات الفضائية من رفع مداراتها باستخدام محركات الدفع الموجودة على متنها في ظل كثافة الهواء. وفي مايو ٢٠٢٤، تسببت عاصفة غانون الشمسية، وهي أقوى عاصفة شمسية منذ عقدين، في فوضى واسعة النطاق في مدار الأرض المنخفض، حيث بدأت آلاف الأقمار الصناعية في المناورة في الوقت نفسه لتعويض انخفاض الارتفاع.
