Das Weltraumwetter klopft an die Tür der Erde und bringt nicht immer gute Nachrichten. Sonnenstürme, Plasmaausbrüche, mit tödlichen Partikeln beladene kosmische Winde: Dies sind Phänomene, die Satelliten, Stromnetze und Telekommunikation auf unserem Planeten lahmlegen können. Ab heute können wir jedoch auf eine „Weltraum-Ampel“ zählen, die diese Gefahren, die von der Sonne ausgehen, vorhersagt und verhindert. Das verspricht das PAGER-Projekt unter der Leitung des Wissenschaftlers Yuri Shprits, der einen revolutionären Algorithmus entwickelt hat, um die Launen unseres Sterns in einen universellen Wetterbericht zu verwandeln. Ein System, das Sonnenbeobachtungen, Satellitendaten und Computermodelle kombiniert, um uns mit einem einfachen Rot-Gelb-Grün-Code mitzuteilen, wann wahrscheinlich ein Sonnensturm die Erde treffen wird. Ein bedeutsamer Durchbruch, der uns vor den potenziell katastrophalen Auswirkungen des Weltraumwetters schützt.
Wie Weltraumwetter funktioniert
Geomagnetische Stürme entstehen, wenn starke Sonneneruptionen mit dem Magnetfeld der Erde interagieren. Der Sonnenwind trägt geladene Teilchen mit sich, die bei der Wechselwirkung mit der Magnetosphäre weiter energetisiert werden und so hochenergetische Teilchen erzeugen, die für Satelliten potenziell schädlich sind.
Diese Kollisionen erzeugen die spektakulären Polarlichter, die von der Erde aus sichtbar sind, können aber auch die elektronischen Systeme der Satelliten stören. Im Februar 2022, SpaceX 38 Satelliten verloren Starlink- als sie nach dem Start von einem starken geomagnetischen Sturm in die Erdatmosphäre gezogen wurden.
Auch geomagnetische Stürme verursachen Probleme auf der Erde. Die von ihnen erzeugten elektrischen Ströme können Kraftwerke überlasten und vorübergehende Stromausfälle verursachen, wie es 1989 in Quebec geschah. mit neun Stunden Pause.
Ein innovatives Warnsystem
Das PAGER-Projektteam hat einen Algorithmus entwickelt, der Daten von Sonnenteleskopen und Erdumlaufsatelliten verarbeiten kann. Dadurch können wir vorhersagen, wann ein gefährlicher geomagnetischer Sturm auf uns zukommt und welche Folgen dies für die Weltraum- und Bodeninfrastruktur haben könnte.
„Um zu berechnen, was auf der Erde ankommen und welche Auswirkungen es auf die Umwelt rund um die Erde hätte, könnte man ein oder zwei Stunden brauchen, aber tatsächlich würde es zwei Tage dauern, bis diese Störung eintritt“, erklärt er. Garnelen.
Da es mehrere Tage dauern kann, bis sich für Satelliten schädliche Strahlung aufbaut, bietet das Weltraumwettersystem Zeit zur Vorbereitung. Der Algorithmus wird derzeit getestet, um seine praktische Nützlichkeit zu bewerten.
Weltraumwetter: Eine Ampel für die Sicherheit der Erde
Um die Prognosen leicht verständlich zu machen, hat das PAGER-Team einen einfachen Farbcode wie bei Ampeln erstellt. Satellitenbetreiber können sofort erkennen, ob die Bedingungen im Weltraum voraussichtlich sicher sind oder nicht.
Das Rote weist darauf hin, dass sie darüber nachdenken sollten, Satelliten vorübergehend in den Schutzmodus zu versetzen oder dass Stromnetzbetreiber vorbeugende Maßnahmen ergreifen sollten. Das Gelbe bedeutet, auf mögliche Auswirkungen zu achten, während das Grüne zeigt an, dass alles normal ist.
Weltraumwettervorhersagen werden ständig auf leistungsstarken Computern im Deutsches GeoForschungsZentrum. Garnelen erklärt, dass das Team zu probabilistischen Prognosen übergegangen ist, da derzeit nach unserem Kenntnisstand Es ist praktisch unmöglich, die Auswirkungen des Sturms langfristig sehr präzise vorherzusagen.
Die Zukunft der Weltraumprognose
Es laufen Gespräche mit derEuropean Space Agency (ESA) für ein neues Projekt, das es der ESA ermöglichen würde, einige der PAGER-Modelle in ihren Betrieb zu übernehmen. Ziel ist es, die Vorhersagedienste und Analysen bevorstehender Weltraumwetterereignisse weiter zu verbessern.
„Wir versuchen, maschinelles Lernen in vielen Bereichen einzusetzen und in diese Infrastruktur zu integrieren. Darüber hinaus versuchen wir, alle verfügbaren Daten in Echtzeit zu nutzen und sie mit unseren Prognosen zu kombinieren, sodass die Messungen unsere Modelle verfeinern können“, sagt er. Garnelen.
Ein bevorstehendes ESA-Projekt zur Überwachung der zirkumterrestrischen Strahlungsumgebung wird „Echtzeitmessungen der intensiven Strahlung in der Magnetosphäre“ liefern. Darüber hinaus gibt es Vorschläge, alle kommerziellen Raumfahrzeuge mit Strahlungsdetektoren auszustatten. Diese würden zu einem umfassenderen Bild der Vorgänge im Weltraum beitragen. Und vielleicht rechtzeitig den (magnetischen) Regenschirm aufspannen.
