Simulerte den største solstormen i historien

Den nye radarsatellitten Sentinel-1D, vil som de andre Sentinel-1-satellittene, bli brukt av norske etater, forskere, bedrifter og andre organisasjoner til mange formål. 

Blant disse er havisvarsling, overvåking av skipstrafikk og oljesøl, oppdagelse av ras- og skredfare, data over nedsynking i Norge og resten av verden, og mer.

Sentinel-1D skal etter planen skytes opp 4. november 2025. Men før det måtte satellitten gå gjennom en simulering av hvordan den vil takle dårlig romvær.

Les mer om Sentinel-1-satellittene og hvorfor de er så viktige her. 

Kan påvirke strømnettet

Når det stormer på sola og den har utbrudd som slynger enorme mengder høyenergetiske partikler i retning av jorda, gir det dårlig romvær rundt jorda.

Det igjen kan skade satellitter og annen infrastruktur i bane, og slik forstyrre eller slå ut kommunikasjon, navigasjon, mobil og internett, og andre funksjoner som moderne samfunn er avhengig av.

Svært sterke solstormer kan til og med påvirke strømnettet på bakken.

Les mer om romvær her.

Carrington-hendelsen

Derfor ble Sentinel-1D testet i en simulering som etterliknet den største solstormen som noen gang har blitt registrert. 

Det skjedde i 1859 og kalles for Carrington-hendelsen. Da oppstod sterkt nordlys over hele jorda, også nær ekvator. 

Telegrafsystemet over hele verden sviktet på grunn av brann i telegrafstasjonene som fantes den gang. 

Carrington-hendelsen fant sted før dagens strømnett ble bygget, men senere sterke solstormer har også påvirket strømnettet regionalt eller lokalt.

Åtte minutters advarsel

Under simuleringen med Sentinel-1D, modellerte gruppen ved ESOC, ESAs senter i Tyskland, at jorda ble truffet av et stort utbrudd fra sola. 

Den mest høyenergetiske strålingen av røntgen- og ultrafiolett stråling i utbruddet beveget seg nær lysets hastighet og traff jorda bare åtte minutter og 20 sekunder etter at den ble slynget ut fra sola. Det forstyrret kommunikasjonen med satellittene og gjorde at bakkestasjonene ikke lenger kunne spore satellittene. 

Like etter traff den andre bølgen av litt tregere partikler jorda. Dette var høyenergetiske partikler som protoner, elektroner og alfa-stråling. 

Disse høyenergetiske partiklene forstyrret elektronikken ombord på Sentinel-1D og andre satellitter.

Gjorde metallstrukturer strømførende

Men dette var bare begynnelsen. 15 timer etter de to første treffene av høyenergetisk stråling, fulgte hovedutbruddet fra sola. Dette var en såkalt coronal mass ejection, der enorme mengder elektrisk ladde partikler fra solas ytre atmosfære, kalt koronaen, eksploderte ut i rommet. 

Da utbruddet traff jordas magnetfelt i simuleringen, oppstod det kraftig nordlys også langt sør. 

På bakken slo den geomagnetiske stormen ut strømnettet ved å sende kraftig strøm gjennom lange strukturer av metall, som kraftledninger og rørledninger, med alt av problemer det medførte.

Energien fra solstormen fikk jordas atmosfære til å ese ut, og forstyrret satellittenes baner. Sammen med svikten i navigasjonsdata, økte det sjansen for kollisjoner sterkt.

Den enorme bølgen av energi fra sola påvirket omtrent alle typer satellitter, også de som gikk i baner nær jorda. 

Helt avhengig av satellittene

- En simulering som dette er viktig for at teamet som styrer satellittene vet hva de skal gjøre derom en solstorm inntreffer, sier Pål Brekke, fagsjef innen romforskning ved Direktoratet for romvirksomhet. Han er også norsk delegat til komiteen for ESAs vitenskapsprogram.

Dette likner mye på de beredskapsøvelsene vi gjør her på jorda for å forberede samfunnet på effekten av en ekstrem storm, jordskred eller flom. For eksempel har beredskapen til offshore-installasjoner og annen maritim virksomhet blitt forberedt på effekten av en hundreårsbølge.

- Vi kan lære mye av slike øvelser og alle effektene som ekstremt romvær har på satellitter, sier Brekke. 

Satellitter er samfunnskritisk infrastruktur og effekten av å miste mange satellitter på grunn av romvær er langt større i dag enn for bare et par tiår siden. 

- Samfunnet vårt er blitt mye mer avhengig av satellitter for å fungere sømløst. Mange av tjenestene som vi tar for gitt skal fungere i hverdagen, er helt avhengig av at satellittene fungerer, avslutter Brekke.

Trenger tidligere varsel

Det var den europeiske romorganisasjonen ESAs program for farer fra rommet, Space Safety Programme, som stod bak solstormøvelsen. Flere avdelinger ved ESA deltok for å trene på den ekstreme hendelsen.

Space Safety Programme utvikler en serie med satellitter, Distributed Space Weather Sensor System, som skal gå i bane rundt jorda for å overvåke romværet. 

Programmet utvikler også satellitten Vigil, som skal overvåke sola fra siden for å oppdage farlige solstormer mye tidligere enn i dag. Det vil gi verdifull tid til å beskytte infrastruktur i bane og på bakken.

Les mer om Vigil her. 

Kontakt

Pål Brekke – Fagsjef, romforskning – Direktoratet for romvirksomhet – 908 71 961