Instytut Łączności

Gościem spotkania był dr Grzegorz Nykiel, ekspert z German Aerospace Center (DLR), który zabrał słuchaczy w podróż po zjawiskach określanych zbiorczo jako „pogoda kosmiczna” - i pokazał, że to temat znacznie bardziej przyziemny, niż mogłoby się wydawać.

Seminarium otworzył prof. Mariusz J. Figurski, Zastępca Dyrektora IŁ-PIB ds. Naukowych, podkreślając, że choć zagadnienie bywa traktowane „po macoszemu”, jego znaczenie rośnie wraz z rozwojem technologii i uzależnieniem państw od systemów satelitarnych. Już na wstępie zwrócono uwagę, że ostatnie lata  - okres wzmożonej aktywności słonecznej  - przyniosły realne zakłócenia transmisji satelitarnych i uświadomiły skalę problemu.

Choć brzmi jak termin z science fiction, pogoda kosmiczna ma bardzo konkretną definicję. Jak tłumaczył dr Nykiel, to „wszystko, co dzieje się na Słońcu i w przestrzeni międzyplanetarnej, a co ma wpływ na Ziemię  - na technologię, satelity, a nawet życie ludzi”. 

Kluczowym „sprawcą” jest oczywiście Słońce. Jego aktywność zmienia się w cyklach, a momenty maksimum oznaczają większą liczbę rozbłysków i wyrzutów materii. - Od tego, co dzieje się na Słońcu, zależy, czy ‘cierpimy’ mniej, czy bardziej - mówił prelegent, przypominając, że obecnie wciąż odczuwamy skutki jednego z takich cykli. 

To właśnie te zjawiska  - rozbłyski słoneczne i tzw. koronalne wyrzuty masy  - niosą ogromne ilości energii i naładowanych cząstek. Ich skala bywa trudna do wyobrażenia. - Taki rozbłysk ma energię równą miliardowi bomb wodorowych - podkreślił dr Nykiel. 

Najbardziej fascynujące (i zarazem niepokojące) jest to, jak zjawiska zachodzące setki milionów kilometrów od nas przekładają się na codzienne funkcjonowanie infrastruktury.

Sygnał satelitarny, zanim trafi do odbiornika, musi przejść przez jonosferę  - warstwę atmosfery szczególnie wrażliwą na promieniowanie słoneczne. To właśnie tam dochodzi do zjawisk, które mogą zniekształcać sygnał, powodować błędy pozycjonowania, a w skrajnych przypadkach całkowicie uniemożliwić jego odbiór.

W momencie występowania gwałtownych zjawisk odbiorniki potrafią po prostu gubić sygnał 

- mówił dr Nykiel. 

Co istotne, problem nie dotyczy tylko precyzyjnych systemów geodezyjnych. W przypadku zwykłych urządzeń  - telefonów czy systemów nawigacyjnych  - błędy mogą sięgać nawet kilkunastu czy kilkudziesięciu metrów, a czasem lokalizacja nie jest możliwa w ogóle. 

Jednym z najmocniejszych akcentów seminarium była skala naszej zależności od systemów GNSS (GPS, Galileo i innych).

W zasadzie każdy element naszego życia jest dziś zdominowany przez GNSS

- zauważył prelegent. 

To nie tylko nawigacja w telefonie. To synchronizacja czasu w systemach finansowych, działanie infrastruktury krytycznej, transport i logistyka, rolnictwo precyzyjne czy systemy wojskowe. Awaria lub pogorszenie jakości tych systemów nie jest więc techniczną ciekawostką, lecz potencjalnym problemem o skali gospodarczej. Przykład? Zakłócenia GPS w rolnictwie w USA przełożyły się na straty rzędu setek milionów dolarów  - a był to tylko jeden sektor. 

Choć temat bywa postrzegany jako abstrakcyjny, historia dostarcza bardzo konkretnych przykładów:

• zdarzenie Carringtona (1859) - burza słoneczna tak silna, że linie telegraficzne działały bez zasilania, 
• blackout w Kanadzie (1989) - 6 milionów ludzi bez prądu przez wiele godzin, 
• rok 1967 - zakłócenia niemal uznane za atak nuklearny, 
• w lutym 2022 roku (4 – 10) - SPaceX utracił 40 nisko umieszczonych satelitów Starlink, wskutek efektów burzy magnetycznej po wybuchu koronalnym na słońcu. 

Te historie pokazują jedno: problem nie jest hipotetyczny a jedynie rzadko trafia na pierwsze strony gazet.

Podczas seminarium wybrzmiała też ważna refleksja: dlaczego o pogodzie kosmicznej mówi się tak rzadko?

To nie jest medialny temat  - dopóki nie wydarzy się coś spektakularnego

- zauważył prelegent.

Dopóki zorza polarna jest tylko ładnym zjawiskiem na zdjęciach, temat pozostaje w niszy. Problem zaczyna się wtedy, gdy za tym samym zjawiskiem stoją zakłócenia łączności, awarie infrastruktury czy realne straty finansowe.

Czy możemy się bronić przed kosmiczną “niepogodą”? Tak - ale nie w pełni.

Istnieją systemy wspomagające i alternatywne rozwiązania nawigacyjne, jednak - jak podkreślono w dyskusji - są one kosztowne i często niewystarczające jako zamiennik. - Przez długi czas będziemy zależni od systemów satelitarnych - zaznaczył dr Nykiel, wskazując choćby na ich unikalną funkcję synchronizacji czasu.

Jednocześnie rozwijane są systemy monitorowania i prognozowania pogody kosmicznej. Problem w tym, że  - jak przyznał prelegent  - „nigdy nie będziemy mieli wystarczającej liczby danych”, by całkowicie przewidywać te zjawiska. 

Wczorajsze seminarium w IŁ-PIB pokazało bardzo wyraźnie, że granica między kosmosem a codziennym funkcjonowaniem państwa właściwie nie istnieje.

Zjawiska zachodzące na Słońcu mogą wpływać na to, czy działa GPS, czy mamy prąd, czy służby ratunkowe mogą się komunikować. I choć temat pozostaje „mało medialny”, jego znaczenie będzie tylko rosło  - razem z naszą zależnością od technologii.

Krótko mówiąc: kosmos już dawno przestał być daleko.