美国宇航局正在建造“太阳盾”,保护电网免受太空天气影响

美国宇航局正在建造“太阳盾”,保护电网免受太空天气影响

它们就在那里,等待时机。耐心地等待。当你最意想不到的时候,它们会把你和你关心的每个人带入完全黑暗之中。幸运的是,我们可以看见来自约 9300 万英里外的太阳风暴,NASA 目前正在制造“太阳盾”,它应该能够将恶劣天气引起的大气和地面电磁干扰对电网造成的损害降至最低。

恶劣的太阳天气对电网的威胁被称为地磁感应电流 (GIC)。当太阳向我们喷射出巨大的日冕物质时,它与大气层的碰撞会震动地球磁场。这会产生从高层大气一直到地面的电流。这些电流可能会破坏电网、导致电路过载,有时甚至会熔化重型变压器。

这些变压器对于保证电力供应非常必要。它们价格昂贵,无法在现场修复,更换需要一年时间。这意味着大规模日冕抛射可能会使整个电网长时间瘫痪,使经济陷入停滞,给生活带来诸多不便。

但 NASA 有一个计划,用停电来对抗这些停电。如果变压器在风暴来袭时处于离线状态,它们就不会受到影响,因此关键在于在风暴到达大气层之前找出风暴将在何时何地来袭。为此,NASA 的 SOHO 和两艘 STEREO 航天器识别了朝地球飞来的日冕物质抛射 (CME),并创建了它的 3D 图像,使研究人员能够描述其强度并确定它何时会来袭。

根据 CME 的强度,从太阳到地球的旅程可能需要 24-48 小时。NASA 会跟踪 CME 在天空中的轨迹,关键时刻出现在撞击前约 30 分钟,此时风暴呼啸着掠过 ACE 航天器,距离地球约 93 万英里。ACE 上的传感器收集了有关风暴速度、磁场和密度的更多数据,这些数据被输入到 NASA 戈达德太空飞行中心的计算机模型中。

距离撞击不到 30 分钟,NASA 的模型计算出最有可能受到危险 GIC 影响的地方,并通知公用事业公司,以便他们关闭电网。这将导致该地区停电,但只是暂时的。风暴结束后,电网将恢复供电,生活将继续。

目前,太阳盾还处于试验阶段,很难知道它能取得多大成功,主要是因为它还没有经过必要的试验来验证其是否有效。今年太阳天气相当平静,因此该团队尚未能够收集到所需的数据。但考虑到我们即将进入太阳活动增加的时期(太阳天气周期性地消退和流动),并将在 2013 年达到顶峰,太阳盾很可能很快就会得到机会。

美国宇航局科学新闻

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