عاصفة تهدد العالم بقطع الإنترنت

عاصفة تهدد العالم بقطع الإنترنت

عاصفة تهدد العالم بقطع الإنترنت, العالم ليس مستعدًا بعد للتغلب على العاصفة الخارقة الشمسية التي حدثت في القرن الماضي كما حذر العلماء منها.

منذ حوالي 100 عام ، في 15 مايو 1921 ، اندلعت حرائق متعددة في غرف التحكم في الكهرباء والبرق في عدة أجزاء من العالم ، بما في ذلك الولايات المتحدة والمملكة المتحدة.

في مدينة نيويورك ، كان من لوحة مفاتيح في محطة بروستر التي انتشرت بسرعة لتدمير المبنى بأكمله ، وفي السويد ، عانى المشغلون في Karlstad Exchange أولاً من عطل في المعدات ودخان خافت ، ثم بعد فترة من الهدوء الحريق الرئيسي بدأت ، مما أدى إلى تلف المعدات على نطاق واسع ، كما تقول الدراسات.

ظهرت تقارير مماثلة من أجزاء مختلفة من العالم ، بما في ذلك الهند والمملكة المتحدة ونيوزيلندا عن اضطرابات في المعدات الكهربائية والأسلاك الكهربائية والتلغراف الوليدة آنذاك.

كانت هذه بسبب الحقول المغناطيسية المتولدة على الأرض بواسطة واحدة من أكبر العواصف الشمسية التي أثرت على الكوكب – والمعروفة باسم عاصفة نيويورك للسكك الحديدية عام 1921.

قال جيفري لوف ، الجيوفيزيائي في برنامج الجيومغناطيسية التابع للمسح الجيولوجي الأمريكي (USGS) ، لصحيفة إندبندنت: “كانت التأثيرات من حيث التداخل في الاتصالات اللاسلكية والتلغراف وأنظمة الهاتف ، وكلها استخدمت في عام 1921”.

ووفقًا للدكتور لوف ، فإن حدث الطقس الفضائي هذا “هو في الأساس دعوة للاستيقاظ” ، الذي يقول إنه إذا كانت مثل هذه الكواكب الشمسية الفائقة ستضرب الأرض اليوم ، فقد تجلب المزيد من الدمار.

يقول: “عندما ننظر إلى الوراء في هذا الوقت ، فإن أي شيء يتعلق بالكهرباء لم يكن مهمًا في عام 1921 كما هو الحال اليوم”.

لقد فهم العلماء لأكثر من قرن كيف تنشأ هذه العواصف الشمسية الخارقة وتسبب اضطرابات في الكهرباء وشبكات الاتصالات. لكن التأثير الذي يمكن أن يسببه مثل هذا الحدث الجوي الفضائي اليوم لا يزال غير مفهوم تمامًا.

أسباب العواصف الشمسية

تحدث العواصف الشمسية عندما تطلق الشمس دفقة من البلازما الموصلة كهربائيا فيما يسمى بالقذف الكتلي الإكليلي (CME).

عندما يتم توجيه CMEs نحو الأرض ، يمكن أن تمر بين الشمس وكوكبنا بسرعات عالية جدًا تبلغ حوالي 2000 كيلومتر في الثانية ، لتصل إلى الأرض في غضون يومين.

نظرًا لأن البلازما في الكتل الإكليلية المقذوفة موصلة كهربائيًا ، فإنها تتفاعل مع المجال المغناطيسي للأرض ، مما يجلب التيار إلى طبقة من الغلاف الجوي للأرض تسمى الأيونوسفير. وهذا بدوره ينتج مجالًا مغناطيسيًا عبر مبدأ الكهرومغناطيسية التي تعمل بها المحركات والمولدات.

تولد العملية في النهاية مجالات كهربائية في سطح الأرض الموصّل كهربائيًا ، مما يؤدي إلى دفع التيارات الكهربائية عبر الأنواع المختلفة من الصخور الموجودة على القشرة والتي لها قدرات متفاوتة على توصيل التيار.

“الآن ، إذا كان لديك شبكة طاقة تتدفق عبر بنية جيولوجية مقاومة للكهرباء ، فإن التيار لا يمكن أن يتدفق جيدًا عبر هذا الجزء من الأرض. لذا ، فهو يأخذ الطريق الأقل مقاومة ، وهو عبر شبكة الطاقة ، “يقول الدكتور لوف.

“لذا ينتهي الأمر بنوع من تقصير هذا الأمر ، وتحصل على تيارات في نظام شبكة الطاقة الخاصة بك ، والتي تكون غير مرغوب فيها أو غير خاضعة للرقابة. وبما أن نظام شبكة الطاقة يدور حول التحكم في التيارات وإدارتها ، وبشكل أساسي ، وجود تيارات متناوبة بتردد معين ، في هذا السيناريو ، يوجد تيار شبه مباشر يتدفق في نظام مصمم للتيار المتردد “.

يقول الخبراء إن العواصف الشمسية العملاقة يمكن أن تكون كارثية بشكل خاص على المحولات في شبكة الكهرباء ، مما يؤدي إلى تسخينها وإغلاقها بسبب التدفق غير المرغوب فيه للتيار.

يقول الدكتور لوف: “إذا قمت بإتلاف محول ، فقد تضطر إلى استبداله ، مما يعني أن انقطاع التيار الكهربائي الخاص بك قد يستمر لفترة طويلة”.

يعتقد مايك هابجود ، رئيس فريق خبراء آثار البيئة الفضائية (SEIEG) في المملكة المتحدة ، أن إحدى أكبر المشاكل ستواجهها المحولات في شبكات الطاقة لأنها تعمل على ترددات محددة جدًا للتيار المتردد حول العالم.

يقول الدكتور هابجود لصحيفة إندبندنت: “عندما يدخل التيار الذي تحدثه العواصف الشمسية على الأرض في محول ، فإنها تخل بتوازنه”.

تعتمد المحولات على توازن التيارات مع تغير الفولتية – وإذا تم دفعها خارج التوازن ، فقد يتسبب ذلك في تسخين واهتزاز من شأنه إيقاف تشغيلها.

“هذه هي الطريقة التي يمكنك بها الحصول على التعتيم ، ولكن يمكنك إعادة تشغيله مرة أخرى. يقول الدكتور هابجود: “سيكون هناك ضرر لكنه لن يكون ضررًا كبيرًا بشكل خاص”.

واستشهد بمثال عاصفة شمسية متوسطة المستوى ضربت الأرض في عام 1989 ، فقال إن اضطرابات الطاقة التي تسببت فيها في كيبيك بكندا تم حلها في حوالي تسع ساعات.

“يعرف الناس الآن كيفية إصلاحه. وأنا لا أتوقع أي شيء واسع النطاق. بينما يثير البعض مخاوف من أن الأمر سيستغرق سنوات لحلها ، لا أعتقد أن الكثير من الناس ، وخاصة المهندسين يؤمنون بذلك حقًا ، كما يقول الدكتور هابجود.

يقول العلماء أيضًا إن أنظمة الملاحة عبر الأقمار الصناعية يمكن أن تتأثر بشكل كبير بالعواصف الشمسية العملاقة.

“أحد أكبر الأمور التي تظهر الآن هو التأثير على نظام الملاحة عبر الأقمار الصناعية GNSS. أعتقد أنه لن ينكسر كثيرًا ، لكن سيكون هناك الكثير من التقطع على مدار عدة أيام. في بعض النقاط ، ستنجح ، وفي نقاط أخرى ، لن تنجح ، “يشرح الباحث في مجال الطقس الفضائي.

“في بعض النقاط ، قد يؤدي ذلك إلى وضع الناس في المكان الخطأ تمامًا. لذلك هناك عنصر لا يمكن الوثوق به. أعتقد أنه بالنسبة للطيران ، هذا ليس سيئًا ، لأن لديهم أنظمة ذكية تخبر الطيارين بالفعل إذا كان لا يمكن الوثوق بهم “، يضيف الدكتور هابجود.

ومع ذلك ، فإن الخبراء غير متأكدين من مدى تأثر اتصال الإنترنت العالمي بالعاصفة الشمسية.

وفقًا لدراسة حديثة أجرتها Sangeetha Abdu Jyothi من جامعة كاليفورنيا ، Irvine ، و VMware Research ، لم يتم اختبار قوة كبلات الإنترنت تحت سطح البحر لمثل هذه الأحداث الجوية الفضائية.

يتنبأ البحث بأن خطوط الألياف الضوئية بعيدة المدى والكابلات البحرية ، والتي تعد جزءًا حيويًا من البنية التحتية العالمية للإنترنت ، معرضة للإصابة بـ CMEs.

في حين أن الألياف الضوئية المستخدمة في كابلات الإنترنت طويلة المدى هي نفسها محصنة ضد هذه التيارات ، يقول الدكتور Jyothi أن هذه الكابلات تحتوي على مكررات تعمل بالكهرباء على مسافة 100 كيلومتر تقريبًا وتكون مؤرضة وعرضة للتلف.

نظرًا لأن مكررات هذه الكابلات متصلة في سلسلة وبالأرض – وأيضًا عند نقاط وسيطة – يمكن أن تعمل هذه الوصلات الأرضية كنقاط دخول وخروج للتيارات المستحثة ، كما تقول لصحيفة The Independent.

يعتقد الدكتور لوف أيضًا أن كابلات الاتصال بعيدة المدى يمكن أن تكون معرضة للخطر بشكل خاص.

“أنظمة الكهرباء الطويلة والواسعة النطاق مؤرضة لأنك تسعى لتحقيق الاستقرار في تشغيل شبكة الطاقة أو كابل الاتصالات لديك. وعادة ما توفر الأرض من خلال وضعها على الأرض هذا الاستقرار ، لكنها لا تفعل ذلك أثناء عاصفة شمسية. هذا هو نوع التناقض ، “يقول الدكتور لوف.

“إنهم يتعرضون لخطر العاصفة المغناطيسية لأن لديهم هذه المكونات التي تسمى مكررات مؤرضة. لذا ، نعم ، كبلات الاتصالات الطويلة معرضة للخطر أيضًا “.

ومع ذلك ، لا يتفق جميع خبراء طقس الفضاء على أن التأثيرات على نظام الإنترنت يمكن أن تكون كارثية.

يؤكد الدكتور هابجود ، الذي يقدم المشورة للحكومة البريطانية بشأن التأثيرات والتخفيف من آثار الطقس الفضائي ، أن الكابلات البحرية بطبيعتها أقل قدرة على التوصيل ، ومقاومتها العالية ستجعلها أقل عرضة لتدفق التيارات المعطلة في حالة التعرض لأشعة الشمس الشديدة. عاصفه.

وفقًا للعالم البريطاني ، فإن كبلًا تحت البحر يمتد 9000 كيلومترًا ، مصنوعًا من أسلاك نحاسية بقطر 5 مم ، سوف يحمل تيارًا ضئيلًا جدًا لإحداث مشاكل.

نظرًا للمقاومة الكبيرة التي توفرها كبلات الإنترنت تحت سطح البحر لتدفق التيارات المستحثة مغناطيسيًا (GICs) من العواصف الشمسية ، يعتقد أنه من المحتمل ألا يكون هناك أي اضطراب في اتصال الإنترنت العالمي بسبب التوهجات الشمسية.

قد تكون هناك طريقة لاختبار هذه التوقعات النظرية ، كما يعتقد ديبيندو ناندي من مركز التميز في علوم الفضاء الهند (CESSI) في المعاهد الهندية لتعليم وبحوث العلوم ، كولكاتا.

على الرغم من أن الكابلات الموجودة تحت سطح البحر قد تكون أفضل نسبيًا ، يقول الدكتور ناندي لصحيفة الإندبندنت أن تأثير العواصف الشمسية على هذه الكابلات “يحتاج إلى فهم كامل” نظرًا لأنها تمثل العمود الفقري القوي للبنية التحتية العالمية للإنترنت.

“لذا ، أعتقد أن إحدى الطرق الذكية للقيام بذلك هي امتلاك أدوات يمكنها قياس الارتفاعات الحالية في هذه الكابلات الموجودة تحت سطح البحر ، ومراقبة التغيرات في هذه الموجات الحالية عبر فترة زمنية حدثت فيها عواصف مغنطيسية أرضية مختلفة بمقاييس مختلفة. يقول الدكتور ناندي.

وفقًا لعالم الفيزياء الفلكية الهندي ، المعروف بدراساته المتعلقة بالدورة المغناطيسية الشمسية ، يمكن مقارنة نتائج هذه التجارب لفهم نوع التأثيرات التي يمكن أن تحدثها أقوى العواصف المغناطيسية الأرضية على الكابلات الموجودة تحت سطح البحر.

ويوضح أن التيار المستحث يتناسب مع الجهد ، والحقل الكهربائي المتولد يساوي الجهد مقسومًا على الطول الذي يستخدم فيه الجهد.

“لذلك عندما يكون لديك طول أكبر ، فإن الجهد يتناسب أيضًا مع الطول. ويضيف الدكتور ناندي أن التيار يتناسب طرديًا مع الجهد والتيار سيكون أيضًا متناسبًا مع الطول.

ويوافقه الرأي الدكتور جيوتي. إنها تعتقد أن الجهد والتيار المستحثين لأقوى العواصف يمكن أن يكون أكبر بكثير وقد يشكل تهديدًا لكابلات الإنترنت عبر المحيط.

“الفولتية المستحثة هي أفضل طريقة للتعبير عن المخاطر. وستكون الفولتية المستحثة لأقوى العواصف حوالي 10 أضعاف مقارنة بالعواصف متوسطة الحجم ، لذا فإن التيار سيكون في هذا النطاق “. يقيس المهندسون مقدار تغير الجهد الذي يمكن أن يتخذه كابل في V / كم ، والكابلات البحرية مصممة من أجل التعامل مع حوالي 0.1 فولت / كم.

في عام 1989 ، أثناء عاصفة معتدلة ، تم قياس 0.13 فولت / كم على كابل يمر تحت المحيط الأطلسي ، وفي عام 1958 ، خلال عاصفة معتدلة أخرى ، تم قياس 0.5 فولت / كم على كابل آخر عبر المحيط الأطلسي.

لكن هذه ليست قيم الجهد المسجلة من أقوى CMEs.

“مع أقوى CMEs ، من المتوقع حدوث اختلافات من 5 إلى 20 فولت / كم. لذا فهي أعلى بكثير مما صممت الكابلات للتعامل معه “، يضيف الدكتور جيوتي.

بينما في الوقت الحالي ، قد تكون كبلات المسافات الطويلة وأقمار الاتصالات ، والتي تعد جزءًا لا يتجزأ من البنية التحتية العالمية للإنترنت ، عرضة للتأثيرات الكبيرة في أنظمة التعليم المستمر ، يقول الدكتور جيوتي إن هناك العديد من الحلول الأخرى للاتصال المؤقت.

“على سبيل المثال ، الطائرات بدون طيار أو البالونات التي تعمل عبر الإنترنت مثل مشروع Loon Google ، وهناك أيضًا مقترحات لمحطات المنصات عالية الارتفاع التي تطفو في الهواء وتوفر اتصالاً بالإنترنت لمناطق أكبر. لكن ليس لدينا أي حلول يمكن نشرها بسهولة.

هناك أيضًا مقترحات في الولايات المتحدة لإدخال الإغلاق التلقائي للتوصيلات الأرضية في بعض محطات المحولات التي من شأنها قطع اتصال التأريض ، إذا كان هناك زيادة في الكهرباء التي تمر عبر تلك النقطة الأرضية.

ومع ذلك ، لكي يعمل هذا النظام التجريبي على النحو المنشود ، يقول الدكتور لوف إنه يجب أن يكون هناك جهاز لإغلاق اتصال التأريض في جميع محطات المحولات في وقت واحد.

هذا لأنه إذا تم قطع اتصال التأريض مؤقتًا عند نقطة واحدة ، فإن الكهرباء ستمر ببساطة عبر نقطة مختلفة.

“وعلينا جميعا أن نعمل في وقت واحد. لذا فهم يقومون بتجربة هذا ، لمعرفة ما سيحدث إذا قمت بإجراء القليل منه. ولا يزال هذا العمل قيد التنفيذ ، لكنه مكلف “يضيف الدكتور لوف.

يتفق الخبراء على أنه لا توجد حتى الآن خطط شاملة للتحضير لمثل هذا الحدث الخاص بطقس الفضاء.

يجمع مشروع أمريكي ، يُعرف باسم SWORM ، تم تنظيمه من خلال البيت الأبيض بين الوكالات الفيدرالية المختلفة لمحاولة معالجة المخاطر العالمية للفضاء.

قال الدكتور لوف: “إنهم ليسوا قلقين فقط بشأن شبكة الطاقة ولكن أيضًا بشأن فقدان أقمار الاتصالات لأننا قد نفقد جزءًا معينًا من الاتصالات وأقمار GPS الصناعية بسبب العواصف الشمسية”.

المشكلة الأكبر ، وفقًا للدكتور هابجود ، هي معرفة كيف تتلاءم جميع أجزاء المعلومات المعروفة معًا.

“عندما يتعين عليك إعادة كل ذلك معًا ، كيف يتفاعل كل شيء؟ وغالبا ما لا يتحدد رد الفعل العام بسلوك العناصر بل بالتفاعلات بينها أيضا “.

في دراسة حديثة ، حذر الدكتور هابجود وفريقه أيضًا من أن عدة سيناريوهات بعد عاصفة شمسية قد تحدث في وقت قريب من بعضها البعض ، مع ضرورة أن يستعد المسؤولون الحكوميون “لحدوث متزامن تقريبًا للعديد من المشكلات المختلفة”.

يؤكد العلماء على ضرورة أن ينظر صانعو السياسات في كيفية تأثير السلوك العام خلال مثل هذه الظواهر الجوية الشديدة في الفضاء.

يوافق الدكتور جيوتي على ذلك ، مضيفًا أن هناك حاجة ملحة لتحديد المخاطر بشكل أفضل ثم تصميم الحلول بناءً على ذلك.

“نحتاج إلى نماذج أفضل. نحن نعلم أنهم ضعفاء لكننا لا نعرف المدى “.

أرجو أن نكون قد وفقنا بهذا العمل و اتمنى ان تكونوا قد استفدتم منه.

مع تحيات فريق عمل تريند بى سى | Trend PC

يمكنك التعرف ايضاً علي ماهو نظام لينكس وهل هو أفضل من ويندوز؟

تابعونا علي فيس بوك Trend PC