Наверх
7 декабря 2019
USD EUR
Погода
Без рубрики

Архивная публикация 2008 года: "Пятна на Солнце"

Институт космических исследований (ИКИ) РАН запускает новую программу изучения Солнца. Она поможет не только заранее предупреждать о геомагнитных бурях, но и предсказывать космическую погоду, которая диктует погоду земную.

  Впервые пятна на Солнце и их неизбежные спутники — магнитные бури — обнаружил в начале XX века физик Александр Чижевский (1897—1964). Он вывел закономерность: после появления на Солнце пятен на Земле усиливаются полярные сияния и регистрируются колебания геомагнитного поля — магнитные бури. Чижевский высказал идею, которая сегодня является научным фактом: солнечная активность влияет на живой и неживой мир, биосферу и социальные процессы через космическую погоду. Однако тогда его гипотезу обозвали «мистикой». Теперь же благодаря исследованиям космоса природа зависимости человека от Солнца стала очевидной, а предупреждения о влиянии солнечных вспышек и магнитных бурь на состояние здоровья людей и технических систем стали нормой. Правда, механизмы образования бурь и вспышек по-прежнему непонятны, в них и пытаются разобраться ученые ИКИ РАН. 


   Буря мглою космос кроет 
   Главным достижением космической науки пока является то, что российские исследователи смогли заблаговременно предсказать пик солнечной активности, пришедшийся на 1999—2000 годы, а также сумели наладить прогнозирование космической погоды. Правда, прогноз пока приблизительный, точностью отличается только краткосрочный — на 3—4 дня. Следующий пик солнечной активности, по мнению ученых, придется на 2010—2012 годы. Эти предположения основаны на исследованиях Солнца, которые показывают, что всплески его активности достигают максимума примерно каждые 11 лет. В это время рождаются интенсивные потоки рентгеновского излучения и энергетически заряженных частиц — солнечных космических лучей, а также происходят выбросы огромных масс плазмы и магнитных облаков в межпланетное пространство. Иногда, в последние годы все чаще, эти выбросы достигают Земли. Именно тогда и возникают в магнитосфере геомагнитные бури.
   «Солнечный ветер» вообще-то дует постоянно, — говорит Владимир Кузнецов, ведущий научный сотрудник Института земного магнетизма (ИЗМИ) РАН. — Солнце является стабильным термоядерным источником, и из его короны всегда дует поток горячей плазмы, движущийся в межпланетном пространстве со скоростью до 1000 км/с. Он распространяется по всей Солнечной системе и задерживается магнитным полем Земли. Поток солнечной плазмы не смешивается с геомагнитным полем и околоземной плазмой, а обтекает их, образуя магнитосферу планеты. А геомагнитные бури испытывают ее на прочность и даже порой прорывают. Тогда приток энергии попадает в магнитосферу, а избыточная энергия сбрасывается обратно в солнечный ветер и во внутреннюю магнитосферу. Фактически происходит обрыв части магнитного хвоста, а его остаток поджимается к Земле. Так возникают полярные сияния. Магнитный хвост или облако — это аномальное усиление солнечного ветра, который и вызывает геомагнитные бури». 

   Космическая радиация 
   Самое известное проявление «недружественности» геомагнитных бурь — космическая радиация. Ее интенсивность, как установили в ИКИ РАН, многократно увеличивается после солнечных вспышек и магнитных бурь. Поэтому с середины 1980-х годов требование радиационной прочности является одним из определяющих при создании космической техники. 
   Кроме радиационной коррозии магнитные бури создают другую опасность — электризацию спутников. Дело в том, что любой объект, погруженный в плазму, должен находиться с ней в электрическом равновесии. Поэтому он поглощает некоторое количество электронов, приобретая отрицательный заряд. А появляющиеся во время магнитных бурь облака раскаленных электронов придают спутникам дополнительный и неравномерно распределенный отрицательный заряд. Так провоцируются спонтанные электрические разряды, выводящие из строя электрооборудование. 
   «Космическая радиация опасна и для человека, — говорит Анатолий Петрукович, заведующий лабораторией космической погоды ИКИ РАН. — Она наиболее интенсивно проникает в магнитосферу Земли в приполярных районах. Поэтому авиатрассы, проходящие в высоких широтах, значительно более опасны с точки зрения возможности «получить дозу», чем низкоширотные. На высотах 9—11 км, где проходит большинство авиационных маршрутов, общий фон космической радиации уже настолько велик, что годовая доза, получаемая экипажами и оборудованием, должна контролироваться по правилам, установленным для радиационно опасных видов деятельности. Однако после наиболее мощных солнечных вспышек доза, полученная даже в течение одного трансполярного полета на пассажирском самолете, может быть больше, чем доза 100 флюорографических обследований. На мой взгляд, пришло время всерьез рассматривать вопрос о полном прекращении полетов в такое время». 
   Как сообщили «Профилю» в ИКИ РАН, сейчас российские, американские и китайские исследователи Солнца ведут консультации с руководством своих стран, убеждая разные инстанции в необходимости радиационного обследования авиаэкипажей, а также пассажиров, которые могут попасть во время полета под воздействие геомагнитных бурь. К счастью, всплески максимальной солнечной активности регистрируются редко — один-два раза за солнечный цикл. И точность их прогноза уже сегодня позволяет вовремя отменить полет авиалайнера или перенести его в другой воздушный коридор. 
   Еще одно последствие разгула магнитных бурь — нагрев и раздувание ионосферы. Здоровью землян этот эффект ничем не грозит, но невнимание к нему может привести к падению спутников. Самым известным случаем стало падение американской станции Skylab после крупной солнечной вспышки 1972 года. 

   Магнитные бури 
   Они могут привести к ухудшению самочувствия у людей с ослабленным здоровьем. Например, количество людей, госпитализированных «скорой помощью», и число обострений сердечно-сосудистых заболеваний возрастает именно после геомагнитных бурь. Однако общего мнения в современной науке по этой проблеме еще не сложилось, и активные исследования продолжаются. 
   «Сегодня разрабатываются теории, описывающие механизм влияния на организм слабых магнитных полей, порождаемых геомагнитными вариациями, — говорит Евгений Чуразов, член-корреспондент РАН, ведущий научный сотрудник ИКИ РАН. — Утверждать однозначно ничего нельзя, но пока складывается мнение, что влияние магнитных бурь на человека носит «отражающий» характер». 
   Механизм влияния солнечной активности на работу земной техники установлен более определенно. «Во время магнитных бурь количество заряженных частиц в ионосфере увеличивается, создаются плазменные сгустки, — рассказывает Евгений Чуразов. — Это приводит к непредсказуемому искажению и преломлению радиоволн. Ухудшается или пропадает коротковолновая связь, затрудняется работа систем навигации и радиолокации. Магнитные бури в высоких широтах могут полностью блокировать радиоэфир на несколько суток». 
   Долгое время в эту связь тоже мало кто верил. Ученые из NASA отрицали какое-либо влияние солнечной активности на земную технику до 1989 года, когда магнитные бури вывели из строя канадские энергетические сети, оставив на несколько часов половину страны без электричества. Совместные исследования NASA и ИКИ РАН установили связь между уровнем геомагнитной активности и количеством сбоев в зонах повышенного риска всех энергетических установок Северной Америки. Однако мониторинг и прогнозирование геомагнитных бурь, как в США, Канаде, так и в России, пока недостаточно точны: детальный прогноз дается на 3—4 дня, приблизительный — на месяц. 

   И о погоде 
   «Мы убеждены, что система мониторинга и прогноза должна быть многоуровневой, — полагает Анатолий Петрукович. — В ионосфере, на низких орбитах, эти задачи могут выполнять микроспутники «Чибис», разрабатываемые в институте. Во внутренней магнитосфере и радиационных поясах будут работать спутники проекта «Резонанс», готовящиеся к запуску в рамках Федеральной космической программы. Здесь возможно и использование попутных экспериментов на аппаратах прикладного назначения. На «верхнем этаже» системы находится спутник-монитор для изучения солнечного ветра «Интербола-3». Он размещен в точке либрации, которая находится на расстоянии примерно 1,5 млн км от Земли в сторону Солнца».
   Самый амбициозный проект ИКИ РАН — «Клиппер» — предполагает расположение группировки микроспутников на расстоянии 3—4 млн км от Земли в сторону Солнца. Он как раз и должен наладить относительно долгосрочный прогноз космической погоды: сначала на 3—7 дней, а к 2010—2012 годам — на 7—10 дней. До недавнего времени ученые не умели обнаруживать магнитное облако после его расставания с Солнцем и до соударения с магнитным полем Земли. Сейчас зарегистрировать приближение к планете облака можно в точке либрации. Здесь силы притяжения Солнца и Земли сбалансированы, и космический аппарат может надолго «зависать» там, где живут магнитные облака.
   Помимо российских аппаратов с 1997 года в точке либрации постоянно находятся европейский спутник SOHO и американский спутник ACE, наблюдающие солнечный ветер и межпланетное магнитное поле. Международная кооперация с ними предполагает на следующем этапе, примерно в 2014—2016 годах, наладить непрерывную передачу состояния космической погоды на Землю в реальном времени.
Больше интересного на канале: Дзен-Профиль
Скачайте мобильное приложение и читайте журнал "Профиль" бесплатно:
Самое читаемое

Зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность скачивания номеров

Войти через VK Войти через Google Войти через OK