لماذا يمكن للعاصفة الشمسية الهائلة الليلة أن تعطل الاتصالات وأنظمة تحديد المواقع؟

واشنطن
سي إن إن
—

اربطوا أحزمة الأمان: قد تؤدي كمية غير عادية من النشاط الشمسي هذا الأسبوع إلى تعطيل بعض أهم التقنيات التي يعتمد عليها المجتمع.

أصدرت الحكومة الأمريكية يوم الخميس أول قرار شديد الخطورة مشاهدة العاصفة الجيومغناطيسية منذ ما يقرب من 20 عامًا، نصح الجمهور بـ “خمسة على الأقل من عمليات الانبعاث الكتلي الإكليلي الموجهة نحو الأرض” بالإضافة إلى البقع الشمسية التي تغطي مساحة أكبر بـ 16 مرة من مساحة الأرض نفسها. تعد العاصفة المغناطيسية الأرضية الشديدة، أو G4، ثاني أعلى درجة في حكومة الولايات المتحدة نظام تصنيف.

وقالت الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي إن الإشعاع الناتج عن هذا النشاط سيبدأ في ضرب المجال المغناطيسي للأرض يوم الجمعة ويستمر حتى نهاية الأسبوع.

وتشير مراقبة الطقس الفضائي القاسية التي أجرتها الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA) إلى أن العاصفة يمكن أن تؤدي إلى تأثيرات عديدة على الحياة على الأرض، وربما تؤثر على شبكة الطاقة وكذلك الاتصالات عبر الأقمار الصناعية والاتصالات اللاسلكية عالية التردد. وإليك ما يعنيه ذلك لمستخدمي التكنولوجيا.

يتضمن النشاط الشمسي الذي تتحدث عنه الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA) إطلاق طاقة من الشمس تنتقل عبر الفضاء وتصل في النهاية إلى الأرض.

وعندما يضرب هذا الإشعاع المجال المغناطيسي المحيط بالكوكب، فإنه يسبب تقلبات فيه الأيونوسفير، طبقة من الغلاف الجوي العلوي.

يمكن أن تؤثر هذه التغييرات بشكل مباشر على الأقمار الصناعية والمركبات الفضائية الأخرى الموجودة في المدار، مما يؤدي إلى تغيير اتجاهها أو تغيرها يحتمل أن يطرق الالكترونيات الخاصة بهم.

علاوة على ذلك، فإن التغيرات في الغلاف الجوي الأيوني يمكن أن تمنع أو تقلل من عمليات البث الراديوي التي تحاول المرور عبر الغلاف الجوي للوصول إلى الأقمار الصناعية. ويمكنها أيضًا منع الإرسال اللاسلكي من الارتداد بنجاح من طبقة الأيونوسفير، وهو ما يفعله بعض مشغلي الراديو عادةً لزيادة نطاق إشاراتهم.

وبما أن الأقمار الصناعية لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) تعتمد على إشارات تخترق الغلاف الأيوني، فإن الاضطراب المغناطيسي الأرضي الذي يتوقعه العلماء يمكن أن يؤثر على تلك التكنولوجيا المهمة التي تستخدمها الطائرات والسفن العابرة للمحيطات وفي صناعات الزراعة والنفط والغاز. ومن الممكن أن يؤثر البث الإذاعي على الموجات القصيرة تستخدم من قبل السفن والطائرات ووكالات إدارة الطوارئ والجيش وحتى مشغلي الراديو، وجميعهم يعتمدون على تردد عالي موجات الراديو التي تقول الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA) يمكن أن تتشتت بسبب العاصفة.

“يمكن أن تؤثر العواصف المغناطيسية الأرضية على البنية التحتية في المدار القريب من الأرض وعلى سطح الأرض، مما قد يؤدي إلى تعطيل الاتصالات وشبكة الطاقة الكهربائية والملاحة وعمليات الراديو والأقمار الصناعية،” مركز التنبؤ بالطقس الفضائي التابع للإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA) قال في بيان. “لقد أخطرت شركة SWPC مشغلي هذه الأنظمة حتى يتمكنوا من اتخاذ إجراءات وقائية.”

تعتمد الشبكات اللاسلكية للمستهلك على ترددات راديوية مختلفة عن نطاق التردد العالي، لذلك يبدو من غير المرجح أن تؤثر العاصفة بشكل مباشر على الخدمة الخلوية. تستخدم ميزات نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) الموجودة على هاتفك أيضًا مزيجًا من نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) النقي وتتبع الموقع المستند إلى البرج الخلوي، لذلك حتى إذا تعطلت إشارات نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)، فقد يظل مستخدمو الهاتف قادرين على الحفاظ على تحديد الموقع التقريبي.

وطالما ظلت البنية التحتية الكهربائية الأساسية التي تدعم الشبكات اللاسلكية غير متأثرة، فحتى حدث الطقس الفضائي المتطرف يجب أن يؤدي إلى “الحد الأدنى من التأثير المباشر على خدمات الراديو والخدمات الخلوية التجارية لخط البصر للسلامة العامة … وعدم وجود تأثير من الدرجة الأولى على الأجهزة الإلكترونية الاستهلاكية “، بحسب الباحثين تلخيص نتائج دراسة عام 2010 للطقس الفضائي الشديد التي أجرتها الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA) والوكالة الفيدرالية لإدارة الطوارئ.

وقد أوجزت وكالة الأمن السيبراني وأمن البنية التحتية تقريرًا مماثلاً في عرض تقديمي 2021 في الطقس الفضائي، وجد أن الإرسال الراديوي على خط البصر لا يتأثر عمومًا بالطقس الفضائي إلا في حالات محددة. وقد أشار العرض إلى بعض المخاطر المتعلقة بالكابلات النحاسية وخطوط الهاتف الأرضية.

وفي سيناريو مختلف قليلاً في شهر فبراير، لاحظت الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA) اثنين التوهجات الشمسية الكبرى. ولكن على الرغم من “انقطاعات الشبكة الخلوية التي تم الإبلاغ عنها على نطاق واسع” في نفس الوقت تقريبًا، قالت الوكالة، إنه “من المستبعد جدًا” أن تلعب الشعلات دورًا في انقطاع التيار الكهربائي.

وفي يوم الجمعة، أكد مسؤولو الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA) أن التأثير على الهواتف المحمولة في نهاية هذا الأسبوع يجب أن يكون ضئيلًا أو لا شيء، ما لم تكن هناك اضطرابات واسعة النطاق في شبكة الكهرباء.

وقال برنت جوردون، رئيس فرع خدمات الطقس الفضائي في SWPC، للصحفيين في مؤتمر عبر الهاتف: “لم نر أي دليل في الماضي على أن عاصفة مناخية فضائية يمكن أن تؤثر على ذلك الآن”. “إذا لم تكن الطاقة متاحة لهؤلاء، فنعم، بالتأكيد، ستكون التأثيرات الثانوية لذلك كبيرة”.

يمكن أن يعرض الطقس الفضائي القاسي شبكات الطاقة للخطر، وفقًا للإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA)، التي يُحذًِر قيل هذا الأسبوع إنه يتوقع “مشاكل محتملة واسعة النطاق في التحكم في الجهد” وأن “بعض أنظمة الحماية قد تقوم عن طريق الخطأ بإخراج الأصول الرئيسية من شبكة الطاقة.”

في عام 1989، أدى حدث طقس فضائي إلى حدوث كارثة انقطاع التيار الكهربائي على نطاق واسع في كيبيك، كندا لأكثر من تسع ساعات بعد أن أدت التقلبات المغناطيسية الأرضية إلى إتلاف المحولات والمعدات المهمة الأخرى.

قالت SWPC إن عاصفة مغنطيسية أرضية شديدة في أكتوبر، أقوى من تلك المتوقعة في نهاية هذا الأسبوع، أدت إلى انقطاع التيار الكهربائي في السويد وإتلاف محولات الطاقة في جنوب إفريقيا.

تسببت أكبر عاصفة مغنطيسية أرضية معروفة في التاريخ، والمعروفة باسم حدث كارينغتون عام 1859، في إشعال محطات التلغراف وإشعال النيران فيها.

ومن الممكن أن يكون لانقطاع الشبكة الكهربائية آثار متتالية على الاتصالات والتكنولوجيات الأخرى، بما في ذلك الهواتف المحمولة. قد تفقد الأبراج الخلوية طاقتها، وكذلك مراكز البيانات التي تستضيف مواقع الويب ومعلوماتها.

ومع ذلك، يحتفظ العديد من مزودي خدمات الاتصالات اللاسلكية بالفعل بمولدات طاقة احتياطية وأبراج خلوية متنقلة يمكنهم نشرها في حالة وقوع كارثة طبيعية أو أي حادث كبير آخر. إن التكرار والمرونة هما شعاران لجميع مقدمي البنية التحتية الحيوية، لذلك حتى لو تعطلت شبكة الطاقة، فقد يضطر المستهلكون إلى القلق بشأن كيفية إبقاء هواتفهم مشحونة بدلاً من ما إذا كان بإمكانهم البقاء متصلين بالإنترنت.

كما لو كان للتأكيد على هذه النقطة، فإن حكومة الولايات المتحدة نصيحة للجمهور إن كيفية الاستعداد لحدث الطقس الفضائي يشبه إلى حد كبير نفس الخطوات التي قد تتخذها استجابةً لانقطاع التيار الكهربائي لفترة طويلة.

ساهم أشلي ستريكلاند من سي إن إن لهذا التقرير.