* طوفان خورشیدی چیست؟

طوفان های خورشیدی چه خطرات بزرگی می‌توانند برای فناوری داشته باشند؟

برای بررسی این موضوع ابتدا لازم است نگاهی بر تعریف طوفان خورشیدی داشته باشیم و اینکه اصلاً چگونه ایجاد می شود؟

?What Is a Solar Storm

The sun occasionally releases pent-up energy in the form of a blast of plasma called a coronal mass ejection (CME) or solar flare. CMEs can dramatically change Earth’s magnetic field, which can cause power grids to fail as equipment is affected or destroyed.

If this happened today, the disaster would knock out power plants, transmission lines, and substations for entire regions or cities. Huge swaths of the world’s population could be without power for weeks at a time, leading to health crises, food shortages, and devastating economic effects.

Across the U.S. federal government, over 25 different programs are working on ways to prevent solar storms from damaging our power grid.

?What Can Be Done to Protect Against Solar Storms

Rob Manning, vice president for transmission at the Electric Power Research Institute, says that utilities are already working on solutions. Some organizations are building capacitor banks that can absorb and dissipate excess energy. Electricity-dampening devices called Faraday cages can also surround critical equipment and provide protection against currents.

The U.S Department of Energy (DOE) is also building flywheels that can physically drain excess energy from the grid by spinning faster or slower.

However, none of these solutions is perfect. “There are some devices that will ground that current out and remove it from the system, but it creates some unintended consequences,” Manning says. “It’s like taking a drug that fixes a problem you might have, but it has unintended side effects.”

The best way to prevent the disastrous effects of solar storms is to predict them in advance. The Deep Space Climate Observatory (DSCOVR) provides crucial data about the timing and speed of solar bursts, and even better warning systems are in development. With proper warning, power systems could be shut down safely to reduce or eliminate the risk of overload.

In 2019, the National Science Foundation also started releasing images from the Daniel K. Inouye Solar Telescope, the world’s most powerful solar observatory. The telescope is one of the solar astronomy projects that are part of the overall effort to protect our planet from the effects of a catastrophic solar flare.

Solar storms powerful enough to wreak havoc on electronic equipment strike Earth about every 25 years. The last major solar flare was recorded in April 2001, which was more powerful than the 1989 one that disrupted power grids in Canada. Luckily, the flare was not aimed directly towards Earth.

* طوفان خورشیدی چیست؟

گهگاه خورشيد انرژي انباشته شده را به شكل انفجار پلاسما (حالت چهارم ماده) به نام پرتاب جرم تاجي (CME) يا جرقه خورشيدي آزاد مي كند. CME ها می توانند به طور چشمگیری میدان مغناطیسی زمین را تغییر دهند، که می تواند باعث آسیب یا تخریب تجهیزات در نتیجه از کار افتادن شبکه های برق شود.

باید توجه داشت اگر امروه چنین اتفاقی رخ دهد، نیروگاه‌ها، خطوط انتقال و پست‌های برق را در کل مناطق یا شهرها از بین می‌برد و ممکن است بخش عظیمی از جمعیت جهان مدتها بدون برق بمانند.

از اینرو، در حال حاضر، در سراسر دولت فدرال ایالات متحده، بیش از 25 برنامه مختلف در حال کار بر روی راه هایی برای جلوگیری از آسیب توفان های خورشیدی به شبکه برق ما هستند.

* برای محافظت در برابر طوفان های خورشیدی چه کاری می توان انجام داد؟

راب منینگ، معاون انتقال در مؤسسه تحقیقاتی برق، اعلام کرده که شرکت‌های برق در حال حاضر روی راه‌حل‌هایی کار می‌کنند و  برخی از سازمان ها در حال ساخت بانک های خازنی هستند که می توانند انرژی اضافی را جذب و دفع کنند. همچنین،  دستگاه های میرایی الکتریسیته به نام قفس فارادی نیز می توانند تجهیزات حیاتی را احاطه کرده و در برابر جریان ها محافظت نمایند.

علاوه بر این، وزارت انرژی ایالات متحده (DOE) در حال ساخت چرخ هایی موسوم به flywheels است که می توانند با چرخش سریع یا آهسته تر، انرژی اضافی را از شبکه خارج کنند.

با این حال، هیچ یک از این راه حل ها کامل نیست. منینگ در این باره می‌گوید:

«برخی دستگاه‌ها وجود دارند که جریان را به زمین انتقال داده و آن را از سیستم حذف می‌کنند، اما عواقب ناخواسته‌ای نیز دارند.  در‌واقع این عمل مانند مصرف دارویی است که می تواند مشکلی را برطرف کند، اما عوارض جانبی ناخواسته ای نیز دارد».

بهرحال، بهترین راه برای جلوگیری از اثرات مخرب طوفان های خورشیدی، پیش بینی آنها از قبل است. رصدخانه Deep Space Climate Observatory (DSCOVR) داده های مهمی در مورد زمان و سرعت انفجارهای خورشیدی ارائه می دهد و حتی سیستم های هشدار دهنده نیز در حال توسعه هستند. بعبارتی با اخطار مناسب و به موقع، سیستم های قدرت به طور ایمن خاموش می شوند تا خطر اضافه بار کاهش یا حذف شود.

در این راستا، در سال 2019، بنیاد ملی علوم شروع به انتشار تصاویری از تلسکوپ خورشیدی Daniel K. Inouye، قدرتمندترین رصدخانه خورشیدی جهان نمود. این تلسکوپ یکی از پروژه های ستاره شناسی خورشیدی است که بخشی از تلاش کلی برای محافظت از سیاره ما در برابر اثرات یک شعله ی فاجعه بار خورشیدی می باشد.

در پایان باید گفت، طوفان‌های خورشیدی به اندازه‌ای قدرتمند هستند که قادرند تجهیزات الکترونیکی را ویران کنند و  تقریباً هر 25 سال یک بار به زمین ضربه می‌زنند. آخرین طوفان بزرگ خورشیدی در آوریل 2001 ثبت شد که قوی تر از توفان خورشیدی رخ داده در ۱۹۸۹ بود و شبکه های برق را در کانادا مختل کرد. خوشبختانه، این طوفان مستقیماً به سمت زمین هدف قرار نگرفت.

Source: https://www.nbcnews.com/mach/space/how-we-ll-safeguard-earth-solar-storm-catastrophe-n760021