عاصفة جيومغناطيسية: تأثيراتها على التكنولوجيا والاتصالات

قد يؤدي النشاط الشمسي غير المعتاد هذا الأسبوع إلى تعطيل بعض أهم التقنيات التي يعتمد عليها المجتمع.

تأثيرات العاصفة الشمسية على التقنيات الحديثة

أصدرت الحكومة الأمريكية يوم الخميس أول نشرة مراقبة للعاصفة الجيومغناطيسية الأرضية الحادة منذ ما يقرب من 20 عامًا، حيث نصحت الجمهور ب "خمسة على الأقل من عمليات الانبعاث الكتلي الإكليلي الموجهة نحو الأرض" بالإضافة إلى البقع الشمسية التي تغطي مساحة أكبر من الأرض نفسها ب 16 مرة. العاصفة الجيومغناطيسية الأرضية الشديدة، أو G4، هي ثاني أعلى درجة في نظام التصنيف الحكومي الأمريكي.

وقالت الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA) إن الإشعاع الناجم عن هذا النشاط بدأ يضرب المجال المغناطيسي للأرض يوم الجمعة وسيستمر حتى نهاية الأسبوع. وفي مساء يوم الجمعة، قامت الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي بترقية العاصفة إلى G5 أو "الشديدة"، وهو أول حدث من نوعه منذ أكتوبر 2003.

تأثيرات الاتصالات بسبب النشاط الشمسي

يشير تحذير الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي من الطقس الفضائي المتطرف إلى أن العاصفة قد تؤدي إلى تأثيرات عديدة على الحياة على الأرض، وربما تؤثر على شبكة الكهرباء وكذلك على الأقمار الصناعية والاتصالات اللاسلكية عالية التردد. وإليكم ما يعنيه ذلك بالنسبة لمستخدمي التكنولوجيا.

ينطوي النشاط الشمسي الذي تتحدث عنه الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي على إطلاق طاقة من الشمس تنتقل عبر الفضاء وتصل إلى الأرض في نهاية المطاف.

عندما يصطدم هذا الإشعاع بالكرة المغناطيسية المحيطة بالكوكب، فإنه يسبب تقلبات في الغلاف الأيوني وهو طبقة من الغلاف الجوي العلوي.

ويمكن أن تؤثر هذه التغييرات بشكل مباشر على الأقمار الصناعية والمركبات الفضائية الأخرى في المدار، مما يؤدي إلى تغيير اتجاهها أو ربما تعطيل أجهزتها الإلكترونية.

وعلاوة على ذلك، يمكن للتغيرات التي تطرأ على طبقة الأيونوسفير أن تحجب أو تقلل من الإرسال اللاسلكي الذي يحاول المرور عبر الغلاف الجوي للوصول إلى الأقمار الصناعية. ويمكنها أيضاً أن تمنع الإرسال اللاسلكي من الارتداد بنجاح عن الأيونوسفير - وهو ما يفعله بعض مشغلي الراديو عادةً لزيادة مدى إشاراتهم.

وبما أن الأقمار الصناعية لنظام التموضع العالمي تعتمد على الإشارات التي تخترق طبقة الأيونوسفير، فإن الاضطراب المغناطيسي الأرضي الذي يتوقعه العلماء يمكن أن يؤثر على تلك التقنية الهامة التي تستخدمها الطائرات والسفن العابرة للمحيطات وفي صناعات الزراعة والنفط والغاز. كما يمكن أن يؤثر على الإرسال اللاسلكي على الموجات القصيرة التي تستخدمها السفن والطائرات ووكالات إدارة الطوارئ والجيش وحتى مشغلي الراديو، وجميعهم يعتمدون على الموجات اللاسلكية عالية التردد التي تقول الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA) إنها قد تتشتت بسبب العاصفة.

ماذا عن تأثير العاصفة الشمسية على الهواتف المحمولة؟

وقال مركز التنبؤ بالطقس الفضائي التابع للإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي في بيان له: "يمكن أن تؤثر العواصف المغناطيسية الأرضية على البنية التحتية في المدار القريب من الأرض وعلى سطح الأرض، مما قد يؤدي إلى تعطيل الاتصالات وشبكة الطاقة الكهربائية والملاحة والراديو وعمليات الأقمار الصناعية". "وقد أبلغ مركز التنبؤ بالطقس الفضائي مشغلي هذه الأنظمة حتى يتمكنوا من اتخاذ إجراءات وقائية."

تعتمد الشبكات اللاسلكية الاستهلاكية على ترددات راديوية مختلفة عن نطاق الترددات العالية، لذلك يبدو من غير المحتمل أن تؤثر العاصفة بشكل مباشر على الخدمة الخلوية. كما تستخدم ميزات نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) على هاتفك عادةً مزيجًا من نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) الخالص وتتبع الموقع القائم على البرج الخلوي، لذلك حتى لو تعطلت إشارات نظام تحديد المواقع العالمي، فقد يظل مستخدمو الهاتف قادرين على الحفاظ على تحديد الموقع التقريبي.

وطالما بقيت البنية التحتية الكهربائية الأساسية التي تدعم الشبكات اللاسلكية غير متأثرة، فحتى لو حدث طقس فضائي شديد ينبغي أن يؤدي إلى "تأثير مباشر ضئيل على خط الرؤية اللاسلكية للسلامة العامة والخدمات الخلوية التجارية... ولا تأثير من الدرجة الأولى على الأجهزة الإلكترونية الاستهلاكية"، وذلك وفقاً لباحثين يلخصون نتائج دراسة أجريت عام 2010 حول الطقس الفضائي الشديد أجرتها الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي والوكالة الفيدرالية لإدارة الطوارئ.

وقد أوجزت وكالة الأمن السيبراني وأمن البنية التحتية تقريراً مماثلاً في عرض تقديمي عام 2021 حول طقس الفضاء، ووجدت أن الإرسال اللاسلكي على خط البصر لا يتأثر عموماً بالطقس الفضائي إلا في حالات محددة. وقد أشار العرض التقديمي إلى بعض المخاطر على الكابلات النحاسية وخطوط الهاتف الأرضية.

وفي سيناريو مختلف قليلاً في فبراير، لاحظت الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA) حدوث توهجين شمسيين كبيرين. ولكن على الرغم من "انقطاعات الشبكة الخلوية التي تم الإبلاغ عنها على نطاق واسع" في نفس الوقت تقريباً، قالت الوكالة إنه "من غير المرجح" أن تكون التوهجات الشمسية قد لعبت دوراً في انقطاع التيار الكهربائي.

وفي يوم الجمعة، أكد مسؤولو الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي يوم الجمعة أن التأثير على الهواتف الخلوية في نهاية هذا الأسبوع سيكون ضئيلاً أو معدوماً، ما لم يكن هناك انقطاع واسع النطاق في شبكة الكهرباء.

وقال برنت غوردون، رئيس فرع خدمات طقس الفضاء في مركز مراقبة الطقس الفضائي، للصحفيين في مؤتمر عبر الهاتف: "لم نر أي دليل في الماضي على أن عاصفة طقس الفضاء يمكن أن تؤثر على ذلك الآن". "إذا لم تتوفر الطاقة لهؤلاء، فنعم، بالتأكيد، ستكون التأثيرات الثانوية الناجمة عن ذلك كبيرة."

هل شبكة الكهرباء معرضة للخطر بسبب العاصفة الشمسية؟

يمكن للطقس الفضائي القاسي أن يعرض شبكات الكهرباء للخطر، وفقًا للإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA)، التي قالت في تنبيهها هذا الأسبوع إنها تتوقع "مشاكل محتملة واسعة النطاق في التحكم في الجهد الكهربائي" وأن "بعض أنظمة الحماية قد تؤدي إلى انقطاع التيار الكهربائي عن طريق الخطأ عن الأصول الرئيسية لشبكة الكهرباء".

في عام 1989، أدى حدث طقس فضائي إلى انقطاع التيار الكهربائي بشكل كبير في كيبيك بكندا لأكثر من تسع ساعات بعد أن أدت التقلبات المغناطيسية الأرضية إلى إتلاف المحولات وغيرها من المعدات الهامة.

وفي أكتوبر/تشرين الأول، أدت عاصفة جيومغناطيسية أرضية شديدة أقوى من تلك المتوقعة في نهاية هذا الأسبوع إلى انقطاع التيار الكهربائي في السويد وألحقت أضرارًا بمحولات الطاقة في جنوب أفريقيا، حسبما ذكرت لجنة حماية البيئة العالمية.

وتسببت أكبر عاصفة جيومغناطيسية أرضية معروفة في التاريخ، والمعروفة باسم حدث كارينغتون عام 1859، في اشتعال محطات التلغراف واشتعال النيران فيها.

قد يكون لانقطاع الشبكة الكهربائية آثار متتالية على الاتصالات والتقنيات الأخرى، بما في ذلك الهواتف المحمولة. قد تفقد الأبراج الخلوية الطاقة، وكذلك مراكز البيانات التي تستضيف المواقع الإلكترونية ومعلوماتها.

ومع ذلك، فإن العديد من مزودي خدمات الاتصالات اللاسلكية يحتفظون بالفعل بمولدات طاقة احتياطية وأبراج خلوية متنقلة يمكنهم نشرها في حالة وقوع كارثة طبيعية أو أي حادث كبير آخر. إن التكرار والمرونة هما شعار جميع مزودي البنية التحتية الحيوية، لذلك حتى لو تعطلت شبكة الكهرباء، فقد يضطر المستهلكون إلى القلق بشأن كيفية الحفاظ على شحن هواتفهم بدلاً من القلق بشأن ما إذا كان بإمكانهم البقاء على الإنترنت.

وللتأكيد على هذه النقطة، فإن نصيحة الحكومة الأمريكية للجمهور حول كيفية الاستعداد لحدث طقس فضائي تشبه إلى حد كبير نفس الخطوات التي قد تتخذها في حالة انقطاع التيار الكهربائي لفترة طويلة.

على سبيل المثال، توصي الحكومة بالاحتفاظ ببطاريات إضافية أو شاحن يدوي للأجهزة الإلكترونية الصغيرة. يقول المسؤولون أنك قد ترغب في فصل الأجهزة الكهربائية لحمايتها من ارتفاع التيار الكهربائي والحد من استخدام الكهرباء أثناء انقطاع التيار الكهربائي أثناء حالة الطقس الشمسي. قد ترغب أيضاً في إبقاء خزان الوقود في سيارتك ممتلئاً نصفه على الأقل حتى لا تحتاج إلى زيارة محطة وقود (التي تحتاج إلى الكهرباء لتشغيل المضخات).