Kada snažne solarne oluje pogode Zemlju, naš prvi i najvažniji štit u tom slučaju je magnetosfera, magnetski omotač koji okružuje planet i odbija većinu nabijenih čestica koje dolaze od Sunca. Do sada su znanstvenici mogli pratiti solarne erupcije i upozoravati na moguće posljedice, no nova studija predlaže radikalno drugačiji pristup: aktivno jačanje Zemljine obrane prije dolaska oluje.

Tim istraživača, predvođen astrofizičarom Brianom Walshem sa Sveučilišta Boston, predstavio je koncept nazvan StormWall, svojevrsni 'svemirski zid' koji bi mogao ublažiti učinke najjačih geomagnetskih oluja. Prema računalnim simulacijama, taj bi sustav mogao smanjiti snagu velikih solarnih oluja za više od 50 posto.

Zašto su solarne oluje problem?

Sunce redovito izbacuje goleme količine plazme i magnetske energije u svemir. Kada takav val stigne do Zemlje, može izazvati geomagnetske oluje koje ugrožavaju sve od satelita i GPS sustava do zrakoplovnog prometa i elektroenergetskih mreža.

Najpoznatiji povijesni primjer toga odvio se 1859. godine, tijekom Carringtonovog događaja, najjače zabilježene solarne oluje u povijesti, a danas bi sličan događaj mogao uzrokovati štetu vrijednu više bilijuna eura i dovesti do višednevnih ili višetjednih prekida komunikacijskih i energetskih sustava.

Kako funkcionira Zemljin zaštitni štit?

Zemljina magnetosfera obično uspješno odbija većinu čestica koje dolaze sa Sunca. Međutim tijekom snažnih solarnih oluja može doći do procesa poznatog kao magnetska rekonekcija, kada se magnetsko polje solarnog vjetra privremeno povezuje sa Zemljinim magnetskim poljem, stvarajući svojevrsni prolaz kroz koji velika količina energije dolazi u blizinu planeta.

Svemirska flota kao obrambeni sustav

StormWall predviđa raspoređivanje šest satelita u geostacionarnu orbitu, a svaki bi nosio posebne tvari, poput barija, litija, natrija i kalcija.

Kada bi znanstvenici otkrili dolazak opasne solarne oluje, sateliti bi ispustili te tvari u svemir, a zračenje Sunca bi ih brzo ioniziralo i pretvorilo u golem oblak plazme. Ta umjetna plazma postupno bi se proširila prema strani magnetosfere okrenute prema Suncu i stvorila dodatni zaštitni sloj.

Umjetno 'zadebljanje' magnetosfere

Prema istraživačima, dodatna masa plazme otežala bi proces magnetske rekonekcije. Umjesto da energija oluje lako prodre kroz zaštitni omotač planeta, bila bi prisiljena zaobići Zemlju ili se raspršiti u okolnom svemiru. Walsh ovaj koncept uspoređuje s izgradnjom obrambenog zida protiv poplava.

'Ako stanovnici nekog mjesta znaju da dolazi velika poplava, nije dovoljno samo predvidjeti njezin dolazak. Još je bolje izgraditi obranu koja će ublažiti posljedice. Upravo to pokušavamo napraviti u svemiru', objašnjava znanstvenik.

Testiranje u stvarnoj solarnoj oluji

Istraživači su testirali ovu ideju simulirajući poznatu geomagnetsku oluju iz svibnja 2024. godine te su usporedili dva scenarija - stvarne uvjete bez zaštite i isti događaj uz StormWall. Rezultati su pokazali da bi umjetni štit mogao smanjiti intenzitet geomagnetske oluje za više od polovice.

Iako ne bi potpuno zaustavio solarni udar, značajno bi smanjio rizik za satelite i infrastrukturu na Zemlji. No taj je plan tehnološki izvediv, ali je istovremeno izuzetno skup. Prema procjenama autora, za potpun sustav bilo bi potrebno otprilike onoliko materijala koliko stane u desetak velikih cisterni za prijevoz nafte.

Nakon što sateliti ispuste svoj sadržaj, sustav ostaje bez zaštitnog materijala i nije ga moguće jednostavno ponovno napuniti, što znači da bi svaka aktivacija predstavljala jednokratnu obranu. No autori se ne daju obeshrabriti troškovima te smatraju da bi rastuća vrijednost svemirske infrastrukture, satelitskih mreža i budućih orbitalnih podatkovnih centara mogla opravdati takvu investiciju.

Opasnost za okoliš

Jedno od ključnih pitanja bilo je može li umjetna plazma dugoročno narušiti svemirski okoliš, a prema simulacijama autora, rizik je relativno nizak. Sunčev vjetar uklonio bi većinu plazme iz blizine Zemlje u roku od približno šest sati. Materijal se ne bi vraćao u atmosferu niti bi ostajao trajno zarobljen u Zemljinom magnetskom polju.

Iako je StormWall za sada samo teorijski koncept temeljen na računalnim modelima, stručnjaci ističu da predstavlja novu filozofiju obrane od svemirskog vremena. Umjesto pasivnog promatranja i pripreme za posljedice solarnih oluja, čovječanstvo bi prvi put pokušalo aktivno intervenirati u svemirskom okruženju da bi zaštitilo svoju infrastrukturu.

Studija o konceptu StormWall objavljena je početkom lipnja u znanstvenom časopisu Space Weather.