I dagens moderna, fartfylld värld, mänsklig aktivitet är mycket beroende av elektrisk infrastruktur. Om elnätet går ner, våra klimatkontrollsystem stängs av, våra datorer kommer att dö, och alla elektroniska former av handel och kommunikation kommer att upphöra. Men utöver det, mänsklig aktivitet under 2000 -talet blir också alltmer beroende av infrastrukturen i Low Earth Orbit (LEO).

Bortsett från de många telekommunikationssatelliter som för närvarande finns i rymden, Det finns också den internationella rymdstationen och en flotta med GPS -satelliter. Det är av denna anledning som soluppblåsningsaktivitet anses vara en allvarlig fara, och begränsning av det är en prioritet. Vill ta itu med det, ett team av forskare från Harvard University släppte nyligen en studie som föreslår en djärv lösning - att placera en jätte magnetisk sköld i omloppsbana.

Studien - som var doktor Manasavi Lingams och professor Abraham Loeb från Harvard Smithsonian Center for Astrophysicist (CfA) - publicerades nyligen online under titeln "Impact and Mitigation Strategy for Future Solar Flares". Som de förklarar, solstrålar utgör en särskilt allvarlig risk i dagens värld, och kommer att bli ett ännu större hot på grund av mänsklighetens växande närvaro i LEO.

Solstrålar har varit en oro i över 150 år, ända sedan den berömda Carrington -händelsen 1859. Sedan dess har en stor ansträngning har ägnats åt att studera soluppblåsningar ur både teoretisk och observationssynpunkt. Och tack vare de framsteg som har gjorts under de senaste 200 åren när det gäller astronomi och utforskning av rymden, mycket har lärt sig om de fenomen som kallas "rymdväder".

På samma gång, mänsklighetens ökade beroende av el och rymdbaserad infrastruktur har också gjort oss mer sårbara för extrema rymdväderhändelser. Faktiskt, om Carrington -evenemanget skulle äga rum idag, det uppskattas att det skulle orsaka global skada på elnät, satellitkommunikation, och globala leveranskedjor.

De kumulativa ekonomiska förlusterna över hela världen, enligt en 2009 års rapport från rymdstudierna ("Svåra rymdväderhändelser - förstå samhälleliga och ekonomiska effekter"), skulle vara $ 10 biljoner, och återhämtningen skulle ta flera år. Och ändå, som professor Loeb förklarade för Universe Today via e -post, detta hot från rymden har fått mycket mindre uppmärksamhet än andra möjliga hot.

"När det gäller risk från himlen, mest uppmärksamhet tidigare ägnades åt asteroider, "sa Loeb." De dödade dinosaurierna och deras fysiska påverkan tidigare var densamma som i framtiden, om inte deras banor avböjs. Dock, solstrålar har liten biologisk påverkan och deras huvudsakliga inverkan är på teknik. Men för ett sekel sedan det fanns inte mycket teknisk infrastruktur runt, och tekniken växer exponentiellt. Därför, skadan är mycket asymmetrisk mellan det förflutna och framtiden. "

För att ta itu med detta, Lingham och Loeb utvecklade en enkel matematisk modell för att bedöma de ekonomiska förluster som orsakas av solstrålningsaktivitet över tid. Denna modell beaktade den ökande risken för skada på teknisk infrastruktur baserat på två faktorer. För en, de ansåg det faktum att energin från en soluppblåsning ökar med tiden, sedan kopplat detta med den exponentiella tillväxten av teknik och BNP.

Vad de bestämde var att på längre tidsskalor, de sällsynta typerna av solstrålar som är mycket kraftfulla blir mycket mer sannolika. Tillsammans med mänsklighetens växande närvaro och beroende av rymdfarkoster och satelliter i LEO, detta kommer att utgöra en farlig konjunktion någonstans på vägen. Eller som Loeb förklarade:

"Vi förutspår att inom ~ 150 år, det kommer att finnas en händelse som orsakar skada som är jämförbar med den nuvarande amerikanska BNP på ~ 20 biljoner dollar, och skadorna kommer att öka exponentiellt vid senare tillfällen tills den tekniska utvecklingen kommer att mättas. En sådan prognos har aldrig försökts tidigare. Vi föreslår också en ny idé för hur man kan minska skadorna från energiska partiklar med en magnetisk sköld. Det här var min idé och föreslogs inte tidigare. "

För att hantera denna växande risk, Lingham och Loeb övervägde också möjligheten att placera en magnetisk sköld mellan jorden och solen. Denna sköld skulle placeras vid Earth-sun Lagrange Point 1, där det skulle kunna avböja laddade partiklar och skapa en konstgjord bågshock runt jorden. I det här sammanhanget, denna sköld skulle skydda jordens på ett sätt som liknar vad dess magnetfält redan gör, men med större effekt.

Baserat på deras bedömning, Lingham och Loeb indikerar att en sådan sköld är tekniskt genomförbar när det gäller dess grundläggande fysiska parametrar. De kunde också ge en rudimentär tidslinje för konstruktionen av denna sköld, för att inte tala om några grova kostnadsbedömningar. Som Loeb angav, en sådan sköld kunde byggas innan detta århundrade är över, och till en bråkdel av kostnaden för vad som skulle uppstå på grund av solskydd.

"Ingenjörsprojektet i samband med den magnetiska sköld som vi föreslår kan ta några decennier att bygga i rymden, "sa han." Kostnaden för att lyfta den nödvändiga infrastrukturen till rymden (väger 100, 000 ton) kommer sannolikt att vara i ordning 100 miljarder dollar, mycket mindre än den förväntade skadan under ett sekel. "

Intressant nog, idén om att använda en magnetisk sköld för att skydda planeter har föreslagits tidigare. Till exempel, denna typ av sköld var också föremål för en presentation vid årets "Planetary Science Vision 2050 Workshop", som var värd för NASA:s Planetary Science Division (PSD). Denna sköld rekommenderades som ett sätt att förbättra Mars atmosfär och underlätta bemannat uppdrag till dess yta i framtiden.

Under presentationen, med titeln "A Future Mars Environment for Science and Exploration", NASA -chefen Jim Green diskuterade hur en magnetisk sköld skulle kunna skydda Mars otrevliga atmosfär från solvind. Detta skulle göra det möjligt att fylla på med tiden, vilket skulle ha den extra fördelen att värma upp Mars och låta flytande vatten åter strömma på dess yta. Om detta låter ungefär som förslag på terraformning av Mars, det är för att det är.

Bortom jorden och solsystemet, konsekvenserna för denna studie är ganska överväldigande. Under de senaste åren har många markbundna planeter har hittats i kretslopp inom närliggande M-typ (aka. röd dvärg) stjärnsystem. På grund av hur dessa planeter kretsar nära sina respektive solar, och variabla och instabila karaktären hos stjärnor av M-typ, forskare har uttryckt tvivel om huruvida dessa planeter faktiskt kan vara beboeliga eller inte.

Kortfattat, forskare har vågat det under miljarder år, steniga planeter som kretsar nära sina solar, är ordentligt låsta med dem, och utsätts för regelbundna soluppblåsningar skulle förlora sin atmosfär. I det här avseendet, magnetiska sköldar kan vara en möjlig lösning för att skapa kolonier utanför solen. Placera en stor sköld i omloppsbana vid L1 Lagrange -punkten, och du behöver aldrig mer oroa dig för kraftfulla magnetstormar som härjar på planeten!

Dessutom, denna studie erbjuder en möjlig upplösning till Fermi Paradox. När du letar efter tecken på Extra-Terrestrial Intelligence (ETI), det kan vara vettigt att övervaka avlägsna stjärnor för tecken på en magnetisk sköld i omlopp. Som professor Leob förklarade, sådana strukturer kan redan ha upptäckts runt avlägsna stjärnor, och kan förklara några av de ovanliga observationer astronomer har gjort:

"Avtrycket av en sköld byggd av en annan civilisation kan innebära de förändringar som den inducerar i värdstjärnans ljusstyrka på grund av ockultation (liknande beteende som Tabbys stjärna) om strukturen är tillräckligt stor. Situationen kan likna Dysons sfärer, men i stället för att skörda stjärnans energi är syftet med infrastrukturen att skydda en teknisk civilisation på en planet från dess värdstjärns bloss. "

Det är en förutbestämd slutsats att allt eftersom tiden och teknikens framsteg mänsklighetens närvaro i (och beroende av) rymden kommer att öka. Som sådan, det är bara meningsfullt att förbereda sig för de mest drastiska rymdväderhändelser som solsystemet kan kasta på oss. Och när det gäller de stora frågorna som "är vi ensamma i universum?", it also makes sense to take our boldest concepts and proposals and consider how they might point the way towards extra-terrestrial intelligence.