Слънчева буря и интернет: какво показват 1859, 1989 и 2024 г.

Силните слънчеви бури вече са оставяли хора без ток и са палили телеграфни служби. Дали една от тях може да прекъсне и интернет, се преценява с модели и с по-слаби случаи, не с наблюдение на най-лошия сценарий. Най-важните данни са два: анализ от 2021 г., който оценява уязвимостта на мрежата, и бурята от май 2024 г., най-силната от около 20 години.

Как една буря стига до мрежата

Геомагнитните бури идват от коронални изхвърляния на маса – облаци от Слънцето, които се сблъскват с магнитното поле на Земята. Бурята създава геоелектрично поле, което действа на дългите проводници и вкарва в тях геомагнитно индуцирани токове (GIC). Те са почти постоянни, с периоди от 10 секунди до десетки минути. По данни на NOAA те насищат трансформаторите: тези започват да теглят необичайни токове, формата на вълната се изкривява и защитната апаратура може да изключи оборудването без нужда. Ако мрежата и без това е близо до върха на потреблението, тя може да не издържи товара и да стигне до частичен или общ срив.

Три бури, които измериха риска

През 1859 г. Ричард Карингтън наблюдава изригването, което поражда най-известната буря в историята. Следващите бури удрят Земята челно. Северно сияние се вижда чак до Куба, а телеграфните линии пускат искри, които палят някои служби. Оценките за индекса Dst, мярка за магнитното смущение, са между −800 и −1750 nT. При бурята от 13 март 1989 г. той е около −600 nT. Тогава в Канада токът спира за девет часа и се губи трансформатор.

На 23 юли 2012 г. два облака, изхвърлени с интервал 10–15 минути, преминават през орбитата на Земята, но не през самата планета: удрят космическия апарат STEREO-A. Даниел Бейкър (Daniel Baker) от университета в Колорадо оценява, че при удар индексът щеше да е около −1200 nT, сравним с Карингтън и около два пъти по-лош от 1989 г. По думите му изригване седмица по-рано щеше да насочи бурята към Земята. Пийт Райли (Pete Riley) от Predictive Science пресметна през 2014 г. вероятност от 12 % за буря от клас Карингтън в следващите десет години. Това е една оценка от 2014 г. NASA цитира и проучване на Националната академия на науките на САЩ, което поставя икономическото въздействие на такъв удар над 2 трилиона долара.

Какво прибавя анализът за интернет

В статията „Solar superstorms: planning for an internet apocalypse“ (ACM SIGCOMM, август 2021 г.) Сангита Абду Джьоти (Sangeetha Abdu Jyothi) пише, че изследователите и операторите на интернет до голяма степен не виждат тази заплаха. Авторката разглежда как слънчеви свръхбури могат да доведат до сривове, обхващащи цялото земно кълбо и траещи месеци. С реални масиви от данни тя оценява устойчивостта на сегашната инфраструктура. Подводните кабели са по-уязвими от сухоземните, а САЩ имат по-голям риск от откъсване от мрежата, отколкото Азия. Работата завършва със стъпки за подобряване на устойчивостта.

Това е анализ на риска, не описание на реален срив. В резюмето няма вероятност за такова събитие, а стъпките за устойчивост са предложения.

Какво се случи през май 2024 г.

Преди бурята NOAA издаде първото от почти две десетилетия предупреждение за тежка геомагнитна буря. На 10 май започна бурята „Ганън“ от клас G5. Според NASA тя не донесе катастрофални щети, но имаше последствия от земята до околоземното пространство. В Средния запад на САЩ някои високоволтови линии изключиха и трансформатори прегряха. Част от тракторите, насочвани с GPS, излязоха от курса или спряха и забавиха сеитбата. Горната атмосфера се нагря и разшири, а съпротивлението засегна хиляди спътници.

Същата буря даде и реален тест за част от интернет. Алагапан Раманатан и Абду Джьоти анализираха Starlink – мрежа от спътници на ниска околоземна орбита – с измервания от 81 сонди RIPE Atlas в 18 държави. Спътниците понесоха бурята сравнително добре. Ефектът беше предимно по-голямо закъснение на сигнала, а загубата на пакети беше ограничена. Загубата на пакети достигна максимум на 11 май, закъснението – на 12 май. Това не е тест на подводните кабели, за които е тревогата от 2021 г.

Колко реален е рискът за мрежата

Бурите от 1859 и 1989 г. показват, че дългите проводници и трансформаторите са чувствителни към геомагнитни токове. Бурята от май 2024 г. остави локални щети в електрическата мрежа, в селското стопанство и при спътниците, но не причини катастрофа, а Starlink остана работещ, макар с по-голямо закъснение. Анализът от 2021 г. сочи, че при много по-силна буря подводните кабели са по-уязвими. Той е модел на риска, не потвърдено наблюдение, а събитие от клас Карингтън не е засягало съвременна интернет инфраструктура. Затова отговорът на въпроса остава условен.