Ученые предлагают распылять химикаты в магнитном поле Земли, чтобы защитить нас от мощных солнечных бурь

Когда мощные солнечные бури мчатся к Земле, первой линией защиты планеты является её магнитосфера — огромный магнитный пузырь, который отклоняет основную часть опасных заряженных частиц солнца. Исторически человечество только пыталось предсказать бури и подготовиться к их последствиям.

Теперь, однако, команда под руководством Брайана Уолша из Бостонского университета предложила смелый метод активного укрепления этой естественной защиты с помощью флота космических аппаратов, предназначенных для смягчения воздействия космической погоды до её прибытия.

Концепция, названная StormWall, использует компьютерные симуляции, чтобы показать, что укрепление магнитосферы может снизить интенсивность крупной геомагнитной бури более чем на половину. Если это будет реализовано, исследователи утверждают, что система может защитить уязвимые спутники, глобальные коммуникационные сети, системы GPS и электрические сети от потенциально катастрофических сбоев.

"Люди всегда думали: 'космос огромен, солнце массивно, нам просто нужно сидеть здесь и принимать всё, что оно нам дает'," — сказал Уолш в заявлении. "Но то, что мы обнаружили, это то, что мы можем на это повлиять."

Во время особенно мощных солнечных вспышек естественный щит Земли может быть нарушен через процесс, называемый магнитной рекомбинацией. Когда магнитные поля, переносимые солнечным ветром, идеально выстраиваются с магнитным полем Земли, они временно связываются друг с другом. Это открывает небесный путь, позволяя огромным количествам солнечной энергии проникать в околоземное пространство и вызывать геомагнитные бури.

Концепция StormWall предназначена для прерывания этого процесса. Система развернет шесть космических аппаратов на геостационарной орбите. Каждый спутник будет нести запасы "массо-нагружающего материала" — таких веществ, как барий, литий, натрий или кальций — которые могут безопасно храниться в твердом или жидком состоянии и испаряться по команде.

Если будет обнаружена опасная солнечная буря, направляющаяся к Земле, диспетчеры миссии отдадут команду флоту выпустить материал. Солнечный свет быстро ионизирует испарившиеся частицы, превращая их в облако электрически заряженной плазмы, отмечает исследование.

Эта искусственная плазма будет дрейфовать к солнечной стороне магнитосферы, эффективно утолщая границу между Землей и входящим солнечным ветром. Добавляя массу к этой критической границе, команда обнаружила, что это может замедлить эффективность магнитной рекомбинации, заставляя суровую космическую погоду отскакивать и проходить мимо нашей планеты.

"Это как люди в деревне, которые видят, как река затопляет — возможно, они могут предсказать, когда это произойдет, но, вероятно, еще лучше, если бы они могли построить стену от шторма," — сказал Уолш в заявлении. "Вот что мы предлагаем здесь."

Чтобы протестировать жизнеспособность концепции, исследователи смоделировали историческую геомагнитную бурю мая 2024 года, часто называемую бурей в День матери. Одна модель воспроизвела событие в нормальных условиях, в то время как вторая смоделировала бурю с активным плазменным щитом StormWall.

Результаты показали, что хотя StormWall не устранит геомагнитную бурю полностью, он может снизить её интенсивность более чем на 50%, согласно исследованию. Путем нарушения потока энергии на границе магнитосферы искусственная плазма фактически заставит космическую погоду отскакивать и проходить мимо нашей планеты, отмечает статья.

"Когда вы применяете действительно серьезную физику к этому, это работает," — сказал Уолш в заявлении. "И количество массы, которое нам нужно, возможности запуска — всё это в пределах наших возможностей."

Чтобы обеспечить достаточное покрытие, флот в совокупности должен будет нести полезную нагрузку, эквивалентную примерно дюжине грузовиков с нефтью, согласно заявлению. Это не будет дешево, и затраты будут дополнительно увеличены тем фактом, что после того, как полезная нагрузка будет выпущена и фотоинизирована, система будет мертва и не сможет быть пополнена — что делает это решением "один раз и навсегда".

Тем не менее, поскольку частные компании вкладывают миллиарды в орбитальную инфраструктуру и рассматривают возможность запуска космических дата-центров, Уолш и его команда утверждают, что финансовая математика может вскоре склониться в пользу такой проактивной защиты.

Исследование также признает, что модификация взаимосвязанной системы требует тщательной оценки непредвиденных последствий. Риск долгосрочного загрязнения при использовании подхода StormWall низок, добавляется, потому что искусственная плазма покинет систему "относительно быстро", уносимая солнечным ветром в течение примерно шести часов, а не возвращаясь в атмосферу Земли.

И поскольку магнитосфера охватывает всю планету, StormWall будет служить коллективным щитом для всей Земли, утверждают исследователи.

"Если бы вы это построили, если бы это было развернуто, это помогло бы всем людям на планете," — сказал Уолш в заявлении. "Вы не могли бы сделать это так, чтобы это помогло только одной стране, одной группе спутников."

Дополнительные детали о концепции были опубликованы 2 июня в журнале Space Weather.