miercuri, septembrie 28, 2022

Cât de periculoase sunt furtunile solare pentru Internet și rețelele electrice?

Must Read

O emanație masivă și directă de particule din Soare ar fi catastrofală pentru rețelele electrice și de Internet de pe Pământ

Ejecțiile de masă coronală, numite în mod obișnuit furtuni solare, sunt ejecții direcționale ale unei mase mari de particule, puternic magnetizate, de la Soare. Când Pământul se află pe calea directă a unei astfel de emanații în masă, aceste particule solare interacționează cu câmpul magnetic al Pământului și induc câmpuri electrice pe suprafața planetei. Acest lucru poate duce la un fenomen numit curent indus geomagnetic. Acest curent poate circula prin cablurile de alimentare de pe Pământ, provocându-le stricăciuni serioase. Cablurile de fibră optică pot fi, de asemenea, afectate dacă, la fel ca și cablurile submarine pentru Internet, sunt echipate cu repetoare care ajută la menținerea puterii semnalului și sunt alimentate de electricitate.

Cât de mare este pericolul?

Din fericire, nu toate furtunile solare sunt suficient de puternice, pentru a provoca pagube semnificative! Probabilitatea ca o superfurtună solară să provoace întreruperi masive de curent sau semnal pentru Internet este estimată între 1,6% și 12%, pentru un deceniu. Cu toate acestea, riscul nu este distribuit uniform, de-a lungul anilor. Soarele trece prin cicluri de circa 11 ani, iar furtunile solare sunt mai probabile în timpul activității maxime ale Soarelui. Puterea ciclurilor solare variază, de asemenea, într-o perioadă de 100 de ani. Din fericire, progresele tehnologice moderne au coincis cu o perioadă de activitate solară slabă. Se așteaptă ca Soarele să devină din nou mai activ în viitorul apropiat. 

Cu toate acestea, avem doar informații limitate despre activitatea Soarelui! Se știu puține despre impactul furtunilor solare asupra infrastructurii Internetului. Cele mai mari evenimente solare de până acum au avut loc în 1859 (evenimentul Carrington) și 1921. Acestea au declanșat pene de curent extinse și au deteriorat rețeaua de comunicații a vremii – rețeaua telegrafică. Dacă o furtună solară de amploare similară lovește azi, serviciile de Internet ar putea fi afectate în două moduri: prin deteriorarea directă a infrastructurii de Internet sau, indirect, prin întreruperi de curent. În timp ce impactul asupra rețelelor electrice este mai bine înțeles, se știu puține despre impactul asupra infrastructurii de Internet.

Care infrastructură este în pericol în timpul furtunilor solare?

Componentele infrastructurii de Internet cele mai expuse riscului sunt sateliții și cablurile de fibră optică pe distanțe lungi. Infrastructura locală, cum ar fi centrele de date, poate fi protejată de supratensiunile induse de furtuna solară cu dispozitive de protecție la supratensiune, relativ ieftine. Amenințările la adresa sateliților expuși direct la particulele soarelui includ deteriorarea componentelor electronice și rezistența suplimentară a satelitului, în special pentru sateliții aflați pe orbită terestră joasă, cum ar fi Starlink. Acest lucru poate duce la deorbitarea sateliților, dezintegrarea lor, pe măsură ce intră pe orbită, iar resturile lor vor afecta Pământul într-un mod necontrolat.

Evenimentul Carrington

Să aruncăm o scurtă privire cu imaginația, în istori: Este 1 septembrie 1859, data la care prima furtună solară, documentată istoric, a lovit Pământul. A fost observat pentru prima dată cu ajutorul telescopului propriu, dimineața, de astronomul englez Richard Carrington. Acesta a observat puncte strălucitoare de lumină, peste petele solare, pe care nu le putea explica. În noaptea de 2 septembrie, fenomenul pe care îl cunoaștem acum ca furtună solară a fost vizibil aproape în toată lumea. În Munții Stâncoși din SUA există povești despre mineri care s-au trezesc în miezul nopții și au început să-și facă micul dejun, pentru că cerul era puternic luminat. Chiar și atunci, efectele au fost devastatoare. Lumea era conectată prin rețele de telegraf și aacestea au luat-o razna: particulele electrice au electrificat liniile, chiar și atunci când au fost oprite! Operatorii au fost electrocutați, hartia a luat foc, iar mesajele au putut fi trimise doar la câteva ore dupa ce dispozitivele au fost oprite, deoarece liniile erau încă sub tensiune, de la furtuna solară.

America – punctul cel mai vulnerabil!

Pentru cablurile de fibră optică de lungă distanță care circulă de-a lungul fundului oceanului și transportă semnalul de Internet între continente, defecțiunea repetitorului este o problemă. Cu toate acestea, din cauza alinierii câmpului magnetic al Pământului la latitudini mai mari, există un risc semnificativ mai mare. Și, din păcate, o analiză a distribuției componentelor infrastructurii de Internet – puncte de terminare a cablurilor submarine, centre de date, puncte de schimb Internet (IXP), servere DNS și așa mai departe, relevă o concentrație mai mare a acestor elemente la latitudini mai mari.

O investigație tehnică privind starea și riscurile asupra legăturilor cablurilor submarine arată că riscul nu este uniform pentru diferitele locații. De exemplu, în timp ce cablurile submarine care leagă SUA de Asia sunt distribuite mai uniform pe coasta de vest, cablurile care leagă SUA și Europa sunt concentrate în nord-estul SUA. Prin urmare, SUA este mai vulnerabilă la o deconectare cu Europa. În schimb, Asia este relativ mai rezistentă, deoarece Singapore acționează ca un hub cu legături mai scurte către mai multe economii și aproape toate cablurile sunt limitate la latitudini inferioare.

Poate Internetul să reziste furtunilor solare?!

Deci, ce se  poate face? Primul pas în cuantificarea pericolelor aduse de furtunile solare este dezvoltarea modelelor de defecțiuni, pentru cablurile submarine. Modelele de furtună solară dezvoltate pentru rețelele electrice nu pot fi aplicate direct cablurilor submarine, din mai multe motive: distanța dintre punctele de masă de pe cablurile de Internet, spre deosebire de cablurile de alimentare, este de mii de kilometri, mai degrabă decât de sute de kilometri. În plus, trebuie avut în vedere efectul de coastă, care amplifică câmpurile electrice induse în apropierea țărmului, unde se află legăturile de masă ale cablurilor submarine. Geofizicienii încearcă în prezent să modeleze vulnerabilitatea cablurilor submarine. Chiar și atunci când riscurile pentru cablurile submarine sunt minimizate, Internetul este vulnerabil la defecțiuni indirecte, din cauza defecțiunilor rețelei electrice. Prin urmare, trebuie să regândim rezistența infrastructurii globale de internet și a aplicațiilor construite pe ea. Acest lucru poate fi realizat în mai multe moduri:

  • Îmbunătățirea rezistenței infrastructurii ide Internet, prin adăugarea de cabluri în regiunile mai puțin vulnerabile.
  • Distribuție echilibrată a componentelor infrastructurii la diferite latitudini.
  • Dezvoltarea strategiilor de pregătire pentru un impact (o furtună solară care provine de la Soare ajunge pe Pământ în doar 13 ore, până la 5 zile mai târziu).
  • Dezvoltarea de soluții pentru construirea unui Internet partiționat, adică împărțirea Internetului în rețele independente.
  • Extinderea scenariilor de testare la eșecuri la scară mare și partiționare a rețelei.

„Lebăda Neagră” o constituie evenimentele care sunt puțin probabile, dar care ar putea avea un impact major asupra vieților noastre. O furtună solară ar fi un astfel de eveniment, la fel ca și pandemia Corona. Acesta este motivul pentru care trebuie să fim pregătiți pentru acest eveniment și să facem infrastructura de Internet mai rezistentă, de exemplu, prin instalarea mai multor cabluri submarine.

Latest News

Prăbușirea Pilonului II de pensii!

Sorin Roșca Stănescu Așa-numitul Pilon II de pensii e la pământ. Acolo s-au pierdut bani, nu glumă. O sumă colosală....

More Articles Like This