احتمال قطع اینترنت سراسر دنیا در صورت بروز مجدد توفان کارینگتون

|
۰ دیدگاه
حمله فضایی ها؛ نسخه توفان های خورشیدی

از هر کسی بپرسید بدترین بلایای طبیعی کدام هستند، یک لیست بلندبالا از خطرات و تهدیدهای طبیعی مثل توفان، سیل، زمین لرزه، آتشفشان و بلایی از این دست تحویلتان می دهد. اما به احتمال زیاد “توفان خورشیدی” جزو ۵ بلایای طبیعی اول لیست هیچ کس نخواهد بود.

به گزارش کلیک، “جوزف پلتون” (Joseph Pelton) که رئیس سابق دانشگاه بین المللی فضایی بود، معتقد است که این طرز فکر چیزی است که نیاز داریم اصلاحش کنیم.

پلتون که همچنین به عنوان یکی از اعضای “جامعه بین المللی ارتقا امنیت فضایی” (International Association for Advancement of Space Safety or IAASS) خدمت می کند، ادعا کرده است که بشر نیاز دارد تا یک “کمربند ون آلن” مصنوعی در اطراف زمین بسازد تا از کمربند طبیعی ون آلن که در اطراف زمین وجود دارد، حمایت کند.

۱

کمربندهای ون آلن در اطراف زمین از ۶۰۰ تا ۳۶۰۰ مایل (یعنی حدود ۹۶۵ تا ۵۷۹۰ کیلومتری) بالای سطح زمین را پوشانده و یک سپر طبیعی ایجاد کرده اند که اتمسفر زمین را از گرم شدن بیش از حد توسط ذرات با انرژی بالا حفظ می کنند.

به طور عادی، جو مغناطیسی زمین، کمربندهای ون آلن را شکل داده و ذرات شارژ شده توسط خورشید (یا همان بادهای خورشیدی) را منحرف می کند. این در حالی است که کمربندهای ون آلن الکترون های با انرژی بالا را متوقف می کنند. با این وجود، خورشید به صورت دوره ای شعله های نامنظمی را از سطح خود آزاد می کند. این شعله ها وقایعی هستند با سطوح انرژی بسیار بالا که انفجارهای متمرکزی از انرژی را در جهاتی خاص آزاد می کنند.

اگر جهت این شعله ها در زاویه ای باشد که ما در آن قرار داریم، می تواند باعث شود که کمربند مغناطیسی برای مدتی فشرده شده و ذرات با انرژی بالا به کمربند ون آلن نفوذ کنند. بدتر آن که بزرگ ترین این شعله ها، گاهی با خروج جرم از تاج خورشیدی همراه است و همانطور که پلتون ذکر می کند، این اجرام پتانسیل کافی برای وارد کردن آسیب های جدی هم به ماهواره ها و هم به زیرساخت های زمین را دارند.

در این مورد قطعا جای نگرانی وجود دارد. در تاریخ اول سپتامبر ۱۸۵۹، قدرتمندترین توفان ژئومغناطیسی عصر مدرن به زمین ضربه زد. شفق قطبی که به طور عادی فقط در عرض های جغرافیایی بالا قابل مشاهده است، در سواحل کاراییب هم دیده شد. مناطق اطراف کوهستان راکی به شدت درخشان شده بود به طوری که افرادی که در معدن طلا کار می کردند، از شدت روشنایی شب، فکر کردند صبح شده است و از چادرهایشان خارج شدند تا صبحانه آماده کنند! اما مهم تر از صبحانه کارگران معدن، قطع سراسری تلگراف کل دنیا بود! هرچند که در بعضی مناطق، با اینکه مراکز تلگراف از تامین کننده های الکتریکی قطع شده بودند، هنوز می توانستند پیغام ها را دریافت و ارسال کنند.

این واقعه که به احترام ریچارد کارینگتون، با نام “رویداد کارینگتون” شناخته می شود، با این که در دهه ۱۸۰۰ تنها مشکلات کوچکی به وجود آورد، اگر امروزه رخ بدهد، خرابی های جبران ناپذیری به جای خواهد گذاشت! تعداد انگشت شماری از این توفان های ژئومغناطیسی ملایم طی ۴۰ سال اخیر، منجر به بروز آسیب های جدی به  تاسیسات زمین شده است. حالا تصور کنید یک حمله گاز انبری کامل می تواند شبکه الکتریکی تمام دنیا را برای چندین سال نابود کند. تاثیر اقتصادی چنین رویدادی در امروز، حدود ۲۶۰۰ میلیارد دلار تخمین زده شده است.

۲

اغلب وقتی که مطبوعات آنلاین درباره داستان هایی با زمینه بلایای طبیعی می نویسند، واقعیت هایی  هم در لایه های زیرین این داستان ها وجود دارند که کمی خیال مخاطب را راحت می کنند. برای مثال به طور قطع، واقعه ای در حد انقراض دایناسورها می تواند برای یک یا دو هزاره بسیار تکان دهنده باشند اما در واقع اثرات و خساراتی که چنین تغییرات عظیمی به سیاره زمین وارد کرد، بسیار کوچک و ناچیز بوده است. با مطالعه درباره تاثیرات احتمالی واقعه خروج جرم از تاج خورشیدی بر روی زمین، می بینیم که اوضاع خیلی بدتر از انقراض دایناسورها خواهد بود.

واقعیت این است که شعله های خورشیدی به بزرگی همان رویداد کارینگتون که در سال ۱۸۵۹ افتاد، تقریبا به طور مرتب رخ می دهند. از زمانی که شروع به زیر نظر گرفتن سیکل خورشیدی خورشید کرده ایم، متوجه شده ایم که در تعدادی از این وقایع بسیار خوش شانس بوده ایم. یک مورد خروج جرم از تاج خورشیدی (CME) حتی شدیدتر از واقعه سال ۱۸۵۹ می توانست به زمین آسیبی بسیار جدی وارد کند اگر ما در زاویه مناسب با آن قرار گرفته بودیم. اما خوشبختانه این توفان با فاصله کمی از کنار زمین عبور کرده بود.

به علاوه، شبکه الکتریکی ایالات متحده در مقایسه با گذشته بسیار نسبت به چنین آسیب هایی حساس است. زمان ساخت بیشتر شبکه های انتقال برق به ۴۰ سال پیش بر می گردند و خطوط با ولتاژ بالا، انرژی را با میزانی بسیار بیشتر از چیزی که عادت به انتقال آن داشتند، از خود عبور می دهند. تقریبا هیچ راهی برای تعمیر خرابی هایی که چنین توفانی می تواند به جا بگذارد، نداریم.

ابری با احتمال نیروهای الکترومغناطیسی فلج کننده زمبن

فکر می کنید چنین تهدیدی تا چه اندازه می تواند بزرگ باشد؟ برای پاسخ به این پرسش به سراغ تحقیقات خود دپارتمان انرژی رفتیم تا دید بهتری نسبت به تاثیرات چنین رویدادی پیدا کنیم. براساس این گزارش، مبدل ها یا همان ترانسفورماتورها طراحی قدیمی داشته و به شدت پیچیده هستند، حدود دو سال طول می کشد تا تولید شوند و در حالی که حدود ۵ تا ۷ میلیون دلار هزینه بر می دارند، وزنی معادل ۱۰۰ تا ۴۰۰ تن دارند. ترانسفورماتورهای مرسوم آنقدر حجیم و سنگین هستند که نمی توان آن ها را با کشتی جا به جا کرد و باید با استفاده از خودروهای ریلی ویژه ای که به همین منظور طراحی شده اند، دور تا دور کشور حمل شوند تا به مقصد نهایی خود برسند. البته مدل های کوچک تر هم موجود هستند که به همان نسبت گران تر تمام می شوند.

شبکه تامین انرژی ایالات متحده کاملا در مقابل چنین توفان های ژئومغناطیسی ویران کننده ای آسیب پذیر است. در سناریوهای وحشتناک تر، میزان انرژی که ممکن است در داخل این کابل های ولتاژ بالا جریان یابد، آنقدر زیاد خواهد بود که می تواند ترانسفورماتورها را در لحظه از کار بیندازد. تعادل خودکار بار و حاشیه های امنی که برای چنین تاسیساتی ساخته شده اند، تنها برای مقابله با بلایای طبیعی طراحی شده اند و توان مقابله با بلایای فضایی را ندارند!

ظرفیت قدرت آفلاین که به طور معمول برای تغذیه خط اصلی شبکه قدرت در طی ساعات اوج مصرف بار استفاده می شود، ممکن است بتواند جان سالم به در ببرد اما حتی همین تاسیسات هم برای زمان های طولانی مدت طراحی و سوخت رسانی نشده اند. حدود ۹۲ درصد از ظرفیت تولید قدرت شمال شرقی ایالات متحده ممکن است به مدت چندین سال به طور کامل از کار بیفتد.

چنین آبشار عظیمی از خرابی که ردپای اثرات آن می تواند تمام تاسیسات تولیدی یک کشور را با چنین مشکلی مواجه کند، اثرات کوچکتری هم در ادامه به دنبال خواهد داشت؛ مردم نمی توانند تماس اضطراری برقرار کنند، در مناطقی که تامین آب از طریق ایجاد فشار با پمپ های الکتریکی صورت می گیرد، آب قطع خواهد شد و مردم مجبور خواهند بود تا با انرژی محدودی برای مدتی تقریبا نامعلوم سر کنند.

تخمین هایی که از آسیب های ممکنه صورت گرفته اند، صرفا مبتنی بر تئوری و فرضیات نیستند، ما بعد از سال ۱۹۸۹ که یک ژنراتور هیدرو الکتریکی در کبک کانادا به دنبال یک موج الکترومغناطیسی دچار آسیب جدی شد، به خوبی از میزان حساسیت شبکه های الکتریکی نسبت به این توفان ها باخبر هستیم. بلافاصله پس از این واقعه، تعدادی از شرکت های تولید انرژی در آمریکا، تجهیزاتی برای محافظت از تاسیسات خود به کار گرفتند اما حتی این تجهیزات هم در مقایسه با آنچه که ممکن است برایمان اتفاق بیفتد، بسیار ناتوان و ضعیف است.

محافظت از زیرساخت

حتی توفان های ژئومغناطیسی ملایم باعث بروز آسیب های چشمگیر و یا تشدید خرابی تاسیسات و تجهیزات خواهند شد. دو سال بعد از توفان سال ۱۹۸۹، تعداد ۱۲ عدد از ترانسفورماتورهای سایز متوسط از کار افتادند؛ تمام آن ها بسیار زودتر از زمانی که انتظار می رفت خراب شده بودند! در طی مدت توفان های خورشیدی که بین سوم تا پنجم ماه آوریل سال ۱۹۹۴ اتفاق افتاد، ترانسفورماتورهای اصلی در منطقه هسته ای زیون ایالت ایلینوی آمریکا به همراه تجهیزات واقع در بریدوود و کارگاه زغال سنگ پاورتون از کار افتادند.

در کنار همه این اخبار نگران کننده، خبر خوب این است که راهی برای محافظت از شبکه های الکتریکی و کاهش اثرات و آسیب هایی که رویداد کارینگتون بعدی موجب خواهد شد، وجود دارد. اما خبر بد بعدی این است که با این که می دانیم چنین رویدادی چه آسیب های فاجعه انگیزی را بر جای خواهد گذاشت، تقریبا هیچ اقدامی برای پیاده کردن این راه های حفاظتی انجام نمی دهیم!

شبکه الکتریکی واشنگتن دی سی/ نیویورک بیشتر از سایر نقاط آمریکا در معرض خطر خواهد بود؛ با ۲۰ تا ۴۰ میلیون نفر سکنه! برای حفاظت از خطوط موجود، چندین میلیارد دلار هزینه لازم است که در مقایسه با ۲۶۰۰ میلیارد دلاری که در بالا درباره هزینه اثرات تخریبی این واقعه به آن اشاره شد، واقعا ناچیز است.

برخلاف انقراض دایناسورها، توفان های خورشیدی که قادر به ایجاد اختلالات عظیم در شبکه های مغناطیسی زمین هستند، شرایطی عادی تلقی شده و به طور مرتب در ژورنال ها و نوشته های تاریخی به آن ها اشاره شده است و به نظر می رسد که شروع آن ها به تاریخ بشر بر می گردد! اما توفانی با چنان قدرتی که در واقعه خروج جرم از تاج خورشیدی در سال ۱۸۵۹ رخ داد، به طور متوسط هر ۱۵۴ سال به وقوع می پیوندد.

با توجه به همه نکات ذکر شده، نظریه پلتون برای ساخت یک کمربند ون آلن مصنوعی به دور زمین و اتصال آن به توان پرتوهای خورشیدی با در نظر گرفتن فناوری های موجود، به احتمال زیاد غیر قابل دستیابی است. ساخت شبکه های خورشیدی در فضا شاید ایده بسیار هیجان انگیزی باشد ولی با توجه به هزینه های انتقال چنین پنل های خورشیدی به فضا، زوال به نسبت سریع آن ها در فضا (پنل های خورشیدی در فضا ۸ برابر سریع تر از سطح زمین خراب می شوند)، خطر قابل توجه برخورد بقایای اجرام آسمانی و تخریب مدار چرخش این پنل ها، و همچنین هزینه ساخت و نگهداری ایستگاه گیرنده بر روی سطح زمین، کاری نشدنی به نظر می رسد.

گذشته از این ها، برای جذب انرژی در فضا، تبدیل آن به امواج مایکرویو جهت انتقال به زمین، بازتاباندن این امواج به زمین و سپس تبدیل دوباره این امواج به نیروی الکتریکی نیز هزینه بسیار قابل توجهی مورد نیاز خواهد بود.

صرفنظر از امکان دستیابی به چنین راه حلی، پلتون درباره خطرات و مشکلات این رویداد اشتباه نمی کند. اینترنت هم مانند سایر زیرساخت های موجود در مقابل چنین تهدید بزرگی به خوبی محافظت نشده است. اگر توفان ژئومغناطیسی دیگری مانند رویداد کارینگتون سال ۱۸۵۹ رخ بدهد، می تواند چنان آثار مخربی به جای بگذارد که برای تعمیر و جبران آن سال ها وقت صرف کنیم!

فروزان طاهری
اگر بخوام یه نامه از زندگیم بنویسم، خیلی کوتاهش میشه پر ماجرا و عالی و به سرعت رو به بالا، اونقدر که یه وقتا ترس برم میداره! شانس اینو داشتم که از دانشگاه تهران مهندسیم رو بگیرم ولی اگه شما این شانس رو نداشتین بهتون میگم چیز چندانی رو از دست ندادین! می نویسم، تدریس می کنم، برای چندتا وبسایت داخلی و بین المللی تولید محتوا می کنم، ترجمه می کنم و یادم می مونه لبخند بزنم!
از این نویسنده

بدون دیدگاه

جهت ارسال پیام و دیدگاه خود از طریق فرم زیر اقدام و موارد زیر را رعایت نمایید:
  • پر کردن موارد الزامی که با ستاره قرمز مشخص شده است اجباری است.
  • در صورتی که سوالی را در بخش دیدگاه مطرح کرده باشید در اولین فرصت به آن پاسخ داده خواهد شد.