В начале мая 2024 года серия мощных солнечных вспышек спровоцировала самую сильную за последние 20 лет геомагнитную бурю, обрушившуюся на Землю. Это событие, названное в честь ушедшей из жизни исследовательницы космической погоды Дженнифер Гэннон, вызвало полярные сияния, видимые вплоть до Мексики, Португалии и Испании. Однако главный удар пришелся на глобальные системы позиционирования (GPS).
Сигналы GPS оказались смещены на сотни футов. Сбой длился до двух суток в отдельных регионах США. Особенно тяжелые последствия буря имела для сельского хозяйства Среднего Запада, где как раз шел пик посевной кампании. Фермеры столкнулись с тем, что их GPS-навигаторы и управляемые тракторы вели себя «как одержимые», двигаясь хаотично.
Профессор аграрной экономики Университета штата Канзас Терри Гриффин оценил ущерб для фермеров Среднего Запада более чем в 500 миллионов долларов. Проблема усугубляется тем, что около 70% засеваемых площадей в США зависят от GPS-автоматики для точной прямолинейной посадки. Современная крупногабаритная техника просто не способна эффективно работать без этих систем.
9 июня в журнале JGR-Space Physics были опубликованы результаты исследования команды Бостонского университета под руководством физика Вакара Яунаса. Соавтором выступил профессор Тоши Нишимура. Ученые использовали данные почти со 100 высокоточных стационарных GPS-приемников, входящих в сеть сейсмических исследований. Эти приборы, измеряющие движение тектонических плит, также фиксируют влияние космической погоды на ионосферу.
Исследование объяснило механизм сбоя: GPS-приемники рассчитывают позицию, предполагая равномерную плотность плазмы в ионосфере (на высоте около 48 км). Солнечный шторм нарушил эту структуру. Заряженные частицы нагрели ионосферу, создав турбулентность. Проходя через эту неоднородную «стену плазмы», растянувшуюся над Северной Америкой, сигналы GPS искажались.
Пиковые ошибки позиционирования достигли 230 футов (70 метров) в центральных штатах США и 65 футов (20 метров) на юго-западе страны. Наиболее интенсивные сбои длились примерно 6 часов 10 мая 2024 года. Нестабильные условия сохранялись до двух дней, а сохранявшиеся полярные сияния вызывали дополнительные ошибки до 30 футов (10 метров).
Тоши Нишимура пояснил, что системы GPS обычно могут компенсировать ошибки до 4 метров. Сбой во время шторма Гэннон был «далеко за пределами этого окна устойчивости». Хотя сельское хозяйство пострадало заметнее всего, хаос с GPS затронул и другие отрасли.
Шторм Гэннон, несмотря на свою мощь, был слабее катастрофического события Кэррингтона 1859 года, которое вывело из строя телеграфы по всему миру. Нишимура предупреждает: если бы подобный Кэррингтону шторм произошел сегодня, он вызвал бы сбои «по всему континенту», а ошибки GPS стали бы настолько велики, что сигналы были бы «непригодны» для использования.
Вакар Яунас видит решение в разработке систем прогнозирования. Реальное время отслеживание нарушений в ионосфере в сочетании с ИИ-прогнозами нерегулярностей GPS-сигналов может помочь скорректировать ошибки во время будущих бурь.
Изображение носит иллюстративный характер
Сигналы GPS оказались смещены на сотни футов. Сбой длился до двух суток в отдельных регионах США. Особенно тяжелые последствия буря имела для сельского хозяйства Среднего Запада, где как раз шел пик посевной кампании. Фермеры столкнулись с тем, что их GPS-навигаторы и управляемые тракторы вели себя «как одержимые», двигаясь хаотично.
Профессор аграрной экономики Университета штата Канзас Терри Гриффин оценил ущерб для фермеров Среднего Запада более чем в 500 миллионов долларов. Проблема усугубляется тем, что около 70% засеваемых площадей в США зависят от GPS-автоматики для точной прямолинейной посадки. Современная крупногабаритная техника просто не способна эффективно работать без этих систем.
9 июня в журнале JGR-Space Physics были опубликованы результаты исследования команды Бостонского университета под руководством физика Вакара Яунаса. Соавтором выступил профессор Тоши Нишимура. Ученые использовали данные почти со 100 высокоточных стационарных GPS-приемников, входящих в сеть сейсмических исследований. Эти приборы, измеряющие движение тектонических плит, также фиксируют влияние космической погоды на ионосферу.
Исследование объяснило механизм сбоя: GPS-приемники рассчитывают позицию, предполагая равномерную плотность плазмы в ионосфере (на высоте около 48 км). Солнечный шторм нарушил эту структуру. Заряженные частицы нагрели ионосферу, создав турбулентность. Проходя через эту неоднородную «стену плазмы», растянувшуюся над Северной Америкой, сигналы GPS искажались.
Пиковые ошибки позиционирования достигли 230 футов (70 метров) в центральных штатах США и 65 футов (20 метров) на юго-западе страны. Наиболее интенсивные сбои длились примерно 6 часов 10 мая 2024 года. Нестабильные условия сохранялись до двух дней, а сохранявшиеся полярные сияния вызывали дополнительные ошибки до 30 футов (10 метров).
Тоши Нишимура пояснил, что системы GPS обычно могут компенсировать ошибки до 4 метров. Сбой во время шторма Гэннон был «далеко за пределами этого окна устойчивости». Хотя сельское хозяйство пострадало заметнее всего, хаос с GPS затронул и другие отрасли.
Шторм Гэннон, несмотря на свою мощь, был слабее катастрофического события Кэррингтона 1859 года, которое вывело из строя телеграфы по всему миру. Нишимура предупреждает: если бы подобный Кэррингтону шторм произошел сегодня, он вызвал бы сбои «по всему континенту», а ошибки GPS стали бы настолько велики, что сигналы были бы «непригодны» для использования.
Вакар Яунас видит решение в разработке систем прогнозирования. Реальное время отслеживание нарушений в ионосфере в сочетании с ИИ-прогнозами нерегулярностей GPS-сигналов может помочь скорректировать ошибки во время будущих бурь.
