美國宇航局正在建造“太陽護盾”,以保護電網免受太空天氣的影響 美國宇航局正在建造“太陽護盾”,以保護電網免受太空天氣的影響

美國宇航局正在建造“太陽護盾”,以保護電網免受太空天氣的影響

美國宇航局正在建造“太陽護盾”,以保護電網免受太空天氣的影響

它們就在那裡,伺機而動,耐心等待。在你最意想不到的時候,它們會將你和所有你關心的人拖入徹底的黑暗。幸運的是,我們可以從大約9300萬英里之外觀測到太陽風暴,而NASA目前正在研發一種“太陽護盾”,它應該能夠最大限度地減少由太陽惡劣天氣引起的大氣和地面電磁擾動對電網造成的損害。

惡劣太陽活動期間對電網的威脅稱為地磁感應電流(GIC)。當太陽向我們噴射出巨大的日冕物質時,它與大氣層的碰撞會擾亂地球磁場。這會在高層大氣中產生電流,一直延伸到地面。這些電流會使電網癱瘓,導致電路過載,在某些情況下甚至會熔化高功率變壓器。

這些變壓器對於維持電力供應至關重要。但它們價格昂貴,現場無法修復,更換可能需要一年。這意味著大規模的日冕噴射可能會導致整個電網長時間癱瘓,使經濟活動停滯,並給人們的生活帶來極大的不便。

但NASA有一個應對此類停電的計劃,那就是以停電對抗停電。如果變壓器在風暴來襲時處於離線狀態,就不會受到影響,因此關鍵在於在風暴到達大氣層之前,確定其登陸地點和時間。為此,NASA的SOHO和兩艘STEREO探測器會識別出正朝地球飛來的日冕物質拋射(CME),並創建其三維圖像,從而使研究人員能夠分析其強度並確定其登陸時間。

根據日冕物質拋射(CME)的強度,從太陽到地球的旅程可能需要24到48小時。 NASA會追蹤CME在天空中的移動軌跡,關鍵時刻出現在撞擊地球前約30分鐘,屆時風暴將以極快的速度掠過距離地球約93萬英里的ACE探測器。 ACE上的感測器會收集更多關於風暴速度、磁場和密度的數據,並將這些數據輸入到NASA戈達德太空飛行中心的電腦模型中。

距離撞擊時間不到30分鐘,NASA的模型計算出最有可能受到危險地磁感應電流(GIC)影響的地區,並通知各公用事業公司提前切斷電網。這將導致該地區暫時停電。風暴結束後,電網將恢復供電,生活恢復正常。

目前,Solar Shield仍處於實驗階段,很難預測其最終效果,主要是因為它尚未經過充分的實戰檢驗。今年的太陽活動相對平靜,因此研究團隊尚未能收集到所需的數據。但考慮到我們即將進入太陽活動增強期(太陽活動呈現週期性波動),並將於2013年達到峰值,Solar Shield很可能很快就會迎來檢驗其有效性的機會。