И да, и нет. Но чаще всего – нет.
– Наше Солнце – это активная звезда, и цикл активности занимает одиннадцать лет. Эта картина оставалась неизменной на протяжении всей истории, насколько мы вообще можем судить, – говорит К. Алекс Янг. – У нас постоянно происходят вспышки на Солнце. Иногда большие, иногда маленькие. Но даже если брать самые большие события, мы можем сказать, что, как правило, их действие на Землю минимально.
На протяжении документированной истории нам известно всего несколько случаев, когда по причине солнечных бурь случались проблемы на Земле.
• 2 сентября 1859 года произошел самый сильный солнечный шторм в истории, нарушивший работу электрического телеграфа.
• 9 марта 1989 года большой корональный выброс массы покинул Солнце; когда он достиг Земли 13 марта, то вызвал отключение сети электропередачи в канадской провинции Квебек. Отключение света длилось более одиннадцати часов и затронуло более 6 млн человек. В Соединенных Штатах было зарегистрировано более 200 проблем с электрическим оборудованием, но обошлось без полных отключений. Некоторые самолеты и спутники пострадали от перебоев связи.
• 5 и 6 декабря 2006 года: вспышки X-класса на Солнце вызвали корональный выброс массы, который создал помехи приему сигналов навигационной системы GPS на наземных приемниках, а также передаче и приему радиограмм на летящих самолетах.
В наши дни более 7500 самолетов в год пересекают северную приполярную область. Некоторые события космической погоды могут вызывать обрывы радиосвязи в этом районе. Такие события длятся по несколько суток, и в это время самолеты меняют курс и пролетают в более южных широтах, где можно использовать спутниковую связь.
Солнечные бури представляют угрозу в основном для созданной нами техники наподобие электросетей или искусственных спутников Земли. Янг успокоил меня, что довольно толстая атмосфера и мощная магнитосфера нашей планеты останавливают всю вредную радиацию, которая порождается солнечной вспышкой и корональным выбросом, поэтому люди на Земле в безопасности. Даже в случае очень значительного солнечного извержения Земля не останется без атмосферы.
– Так много энергии Солнце выделить просто не может, – говорит Янг. – Для этого ему пришлось бы взорваться как сверхновая, но Солнце относится к тому типу звезд, которые не в состоянии породить такой взрыв.
Более сильные солнечные бури могут вызывать полярные сияния в северных широтах, и это, между прочим, очень красивое и выразительное зрелище.
Но, да, геомагнитные шторма потенциально влияют на спутники в космосе и электрическое оборудование.
– О подобных событиях специалисты, которые работают с техническими системами, хорошо знают и умеют с ними обращаться, – говорит Янг. – Если мощная солнечная буря готовится накрыть Землю, сети электропередачи можно временно отключить, а спутники на орбите перевести в безопасный режим до того момента, как буря кончится. Агентство NASA помогает энергетическим компаниям и спутниковым операторам выработать стандарты и инструкции по реагированию для того, чтобы их оборудование оставалось в безопасности во время геомагнитных бурь.
И к тому же мы будем предупреждены. Корональные выбросы массы движутся с такими скоростями, что им требуется от 12 до 36 часов, чтобы достичь Земли.
Чудесные полярные сияния возникают в результате взаимодействия заряженных частиц, извергнутых Солнцем, с земной атмосферой. Тогда мы можем наблюдать в небе такую ошеломительную картину, как на этой фотографии, сделанной на севере штата Миннесота, США. Источник: Боб Кинг
– Мы многое узнаём о солнечных бурях, – говорит Янг. – Мы научились с большей точностью предсказывать эффекты таких событий и области в пространстве, на которые они окажут свое действие. Мы должны оставаться внимательными и продолжать изучать эти явления, относясь к ним так же, как мы относимся к ураганам или сильным грозам, и тогда мы сможем принять своевременные меры и быть готовыми к их приходу.
На этом снимке Солнца, сделанном в январе 2014 года, в нижней половине солнечного диска наблюдается большая темная «корональная дыра». Корональные дыры – это области, в которых магнитное поле Солнца разомкнуто, и высокоскоростные потоки солнечного ветра устремляются в открытый космос. Такие участки выглядят темнее, потому что в них меньше вещества, которое можно зарегистрировать в спектре трех отдельных длин волн крайнего ультрафиолета, совмещенных в этом кадре. В самой широкой своей части дыра простирается на половину солнечного шара, и ее размер в 50 раз превышает размер Земли. Источник: проект Solar Dynamics Observatory, NASA
Мы знаем, что не можем предотвратить солнечные бури, но мы можем приготовиться к их наступлению.
Янг добавил, что мы «теперь достаточно изучили Солнце при помощи космического аппарата Solar Dynamics Observatory, который ведет наблюдения 24 часа в день семь дней в неделю, чтобы быть уверенными: солнечной бури, способной уничтожить Землю, просто никогда не случится. Это невозможно физически».
SDO и будущее
Как говорит Дин Песнелл, космическая обсерватория-спутник SDO исправна, и научные приборы выдерживают тот же самый уровень точности регистрации данных, что и сразу после запуска. Руководитель проекта выразил благодарность всему инженерно-конструкторскому и научному коллективу, который сумел создать такой надежный аппарат, зная, что Solar Dynamics Observatory предстоит долгая вахта в космосе.
– Нам всего лишь нужно удерживать станцию направленной на Солнце, – говорит он. – Но у нас очень много топлива, достаточно, чтобы продолжать работу десятилетиями, если не откажут основные системы космического аппарата. Так что пока мы просто транслируем все новые и новые данные.
Янг соглашается с ним, говоря, что SDO стал критически важным научным инструментом не только для солнечных астрономов, но и для широких слоев научного сообщества, связанного с изучением космического пространства.
– Я думаю, все специалисты уже привыкли к тому, что эти чудесные снимки и детальные данные, касающиеся Солнца, всегда в их распоряжении, – говорит он. – Я разглядываю снимки каждый день и всегда нахожу на них что-нибудь интересное или удивительное. Они не перестают восхищать меня.
Глава 8Действуя на высоте: Mars Reconnaissance Orbiter и камера Hirise
Восставший из праха
В течение трех месяцев полеты двух межпланетных станций NASA, посланных на Марс, окончились сенсационными авариями. Станция Mars Climate Orbiter[65] исчезла в тот день, когда она должна была достичь Красной планеты, – 23 сентября 1999 года. Затем, 3 декабря того же года, аппарат Mars Polar Lander[66] разбился при посадке.
Расследование аварии показало, что станция, вероятнее всего, вошла в атмосферу Марса и сгорела там. По какой же причине? Оказалось, в программах на компьютерах, управлявших с Земли ее полетом, имелась путаница единиц метрической и традиционной британской системы мер и весов.
Посадочный же модуль, как впоследствии стало понятно, разбился из-за случайного сигнала, посланного в адрес компьютерной системы управления полетом. Когда раскрылись посадочные опоры, компьютер «подумал», что аппарат уже совершил посадку, хотя, на самом деле, он еще был на высоте 40 м над поверхностью. Из-за этого тормозные ракетные двигатели отключились слишком рано, и модуль на большой скорости рухнул на планету.
Эти аварии стали поводом для скрупулезных расследований как внутри NASA, так и по отношению к NASA. Доклады, появившиеся в результате, констатировали, что команды, работавшие по этим проектам, были слишком малочисленны, не следовали предусмотренным процедурам обеспечения безопасности и страдали от проблем коммуникации в коллективе. Эти два закончившихся авариями полета научных аппаратов, а также случившаяся ранее, в 1993 году, авария еще одной станции заставили NASA пересмотреть свои планы по исследованию Марса.
Художественная иллюстрация, изображающая автоматическую межпланетную станцию Mars Reconnaissance Orbiter[67] на орбите планеты Марс. Источник: NASA / лаборатория реактивного движения Калифорнийского технологического института
Произошедшие аварии наложили на рубеже тысячелетий клеймо неудачников на всех, кто тогда работал в NASA и, особенно, в лаборатории реактивного движения, – именно там задумывались эти полеты, и оттуда велось управление ими. Один из начальников лаборатории, Фируз Надери, которому было поручено перерабатывать программу NASA по исследованию Марса в свете того, что случилось, заявил, что если бы существовала такая болезнь, как групповая депрессия, то именно от нее в то время и страдала вся лаборатория реактивного движения.
Подразделение NASA, лаборатория реактивного движения гнездится у подножий холмов, образующих предгорья хребта Сан-Габриэль в городе Пасадена, штат Калифорния, США. Источник: NASA / лаборатория реактивного движения
Такова была кульминация и завершение эры «быстрее, лучше, дешевле!» в NASA – по популярной ранее крылатой фразе, брошенной администратором NASA Дэном Голдином, который хотел, чтобы NASA сокращало расходы, в то же время осуществляя разнообразные проекты. Несмотря на то что этот подход помог состояться таким проектам, как New Horizons и «Кеплер» – эти аппараты были построены и запущены, – иной раз сокращение расходов означало халтурную работу.
– Мы знали, что если будем работать как попало, то можем потерять космический аппарат, – говорит Рич Зарек, научный руководитель по обоим неудавшимся проектам. – Но потерять два или три? Это уже никуда не годится.
Аварии заставили провести переоценку ценностей и впредь руководствоваться более разумным и сбалансированным подходом к космическим исследованиям.