Электромагнитные колебания, вызванные интенсивными солнечными бурями, не могут напрямую повредить оптоволоконные кабели, составляющие основу Интернета, пишет dailymail.co.uk.
Тем не менее, они могут вывести из строя усилители сигнала, расположенные вдоль подводных кабелей, которые необходимы для поддержания соединений на больших расстояниях.
И подводные кабели не только более уязвимы для разрушительной космической погоды, чем наземные, но и, учитывая их недоступность, труднее ремонтировать.
По данным астрофизиков, вероятность солнечной бури, способной вызвать катастрофические разрушения в ближайшие десять лет, составляет 1,6–12%.
Помимо возможных перебоев в доступе к Интернету, такие события могут также вызвать массовые отключения электроэнергии из-за перегрузки электросетей и выхода из строя систем GPS.
Одной из самых мощных форм солнечной бури является выброс корональной массы - событие, когда Солнце изгоняет в космос облако ионизированных частиц и электромагнитных колебаний, часто вслед за солнечной вспышкой.
Когда выброс корональной массы достигает Земли, это может вызвать нарушения в магнитном поле нашей планеты, что, в свою очередь, может вызвать потенциально опасные токи в кабелях, электронных устройствах и электросети.
Выброс корональной массы в сентябре 1859 года, например, вызвал рекордную геомагнитную бурю, которая затронула телеграфные сети по всей Европе и Северной Америке - и связь между ними существовала только в прошлом году.
Токи, вызванные репортерами космической погоды, вызвали искры телеграфных опор, поражение операторов электрическим током и полный отказ многих соединений.
В некоторых районах телеграфисты все еще могли передавать и получать сообщения - даже при том, что они отключили питание от своих машин - благодаря электрическим токам, наведенным штормом.
В отличие от меди, из которой состояли телеграфные линии викторианской эпохи, интернет-соединения на большие расстояния, как правило, работают по оптоволоконным кабелям, в которых импульсы света отражаются по внутренней стороне кремниевых нитей для передачи информации.
Из-за этого сами кабели не восприимчивы непосредственно к токам, индуцированным магнитным полем. Однако, как поясняет профессор Абду Джиоти, этого нельзя сказать о «ретрансляторах», размещаемых каждые 30-90 миль на линиях дальней связи.
Эти устройства действуют как усилители сигнала, которые через равные промежутки времени усиливают оптический сигнал вдоль кабеля, гарантируя, что он не сильно ухудшится к тому времени, когда достигнет другого конца соединения.
Репитеры построены из электронных компонентов, что означает, что они могут быть повреждены скачками напряжения, вызванными солнечной бурей. Если на данном оптоволоконном кабеле отказов достаточно много, канал перестанет работать.
Подводные кабели более подвержены этому риску по ряду причин, главная из которых заключается в том, что большинство наземных оптоволоконных кабелей достаточно короткие, поэтому им не нужны повторители на месте.
Тем не менее, наряду с этим, подводные кабели, как правило, заземляются реже, чем их аналоги на суше, что обеспечивает им более слабую защиту от скачков напряжения.
Более того, меняющийся состав морского дна может привести к тому, что надежные станции заземления будут более эффективными, чем другие.
Согласно WIRED, профессор Абду Джиоти был вдохновлен исследованием того, какой ущерб может нанести Интернету солнечная буря, после того, как увидел, насколько неподготовленным мир к пандемии COVID-19.
Она объяснила, что так же, как в мире не было установленного протокола для борьбы с вирусом, устойчивость нашей интернет-инфраструктуры не была подготовлена к крупномасштабному солнечному событию, что заставило ее усомниться в том, каковы будут затраты.
Для расследования ученый-компьютерщик собрал данные из различных источников, включая карты подводных кабелей, наземных линий электропередачи и интернет-инфраструктуры, такой как центры обработки данных, корневые серверы DNS и маршрутизаторы.
Наконец, она сравнила предполагаемое воздействие на разных широтах с глобальными данными о населении с привязкой к сетке, чтобы определить, сколько людей могут пострадать от отключений.
«Мощная солнечная супер-буря может вызвать массовое нарушение работы Интернета», - заключил профессор Абду Джиоти в своей статье.
«Обращение внимания на эту угрозу и планирование защиты от нее, как и наши предварительные усилия в этой статье, имеют решающее значение для долгосрочной устойчивости Интернета».
Поскольку Интернет - это распределенная система, локальные соединения все равно будут функционировать, даже если оптоволоконные кабели большой протяженности не будут работать.
Однако интернет-сервисы, такие как, например, Google и Facebook, которые требуют доступа к крупным центрам обработки данных в определенных регионах, могут быть отрезаны от некоторых пользователей.
В отличие от Google, центры обработки данных Facebook менее равномерно распределены по всему миру - например, ни в Африке, ни в Южной Америке - что делает платформу более уязвимой в случае широкомасштабного сбоя сети.
Полные результаты исследования были представлены на конференции SIGCOMM 2021 Ассоциации вычислительной техники (ACM) , которая проходит практически с 23 по 27 августа.
КАРРИНГТОНСКОЕ СОБЫТИЕ 1859 г.
Солнце способно вызывать чудовищные извержения, которые могут нарушить радиосвязь и источники питания здесь, на Земле.
Самое крупное наблюдаемое извержение произошло в сентябре 1859 года, когда огромное количество горячей плазмы от нашей соседней звезды ударило по Земле.
1 сентября 1859 года астрономы наблюдали, как одно из темных пятен на поверхности Солнца внезапно засветилось и ярко засияло над поверхностью Солнца.
Это явление никогда раньше не наблюдалось, и никто не знал, что будет дальше. Утром 2 сентября первые частицы, как мы теперь знаем, было огромным извержением на Солнце, достигли Земли.
Солнечная буря 1859 года также известна как «событие Кэррингтона».
Полярные сияния, связанные с этим событием, можно было наблюдать даже на юге, на Кубе и на Гавайях, телеграфная система во всем мире вышла из строя, а записи ледяных кернов из Гренландии показывают, что защитный озоновый слой Земли был поврежден энергичными частицами из солнечной бури.
