美国国家航空航天局的遮阳板保护电网免受太阳风暴的影响

美国国家航空航天局设计了一种新的工具来对抗太阳的大规模喷发：一种早期预警系统，可以保护地球上的电网免受极其强大的太阳风暴的影响。

这项名为“太阳盾牌”的新项目旨在预测地球上特定地点强大太阳风暴的严重程度，以帮助电力公司计划应对措施，并限制对其设备的潜在损害。

位于马里兰州格林贝尔特的美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心的研究助理、项目负责人Antti Pulkkinen告诉太空网：“这相当于知道‘有些事情即将发生，而且可能很重大’。”但太阳屏蔽应该提供“更多的特异性”

大规模太阳喷发

美国国家航空航天局太阳盾牌的主要目标是被称为日冕物质抛射（CME）的巨大太阳喷发，它可以喷出数十亿吨的等离子体和带电粒子。

太阳目前正经历11年太阳天气周期中一个更活跃的阶段。它已经从长期的活动停滞中走出来，预计将在2013年达到当前周期的峰值。

当与CME相关的磁场遇到地球磁场时，两者合并，大量能量转移到地磁圈。由此产生的电流可能会影响太空中的宇航员或卫星，以及商业电网。

如果CME足够强，电网可能会负担过重或受损。由此产生的停电可能会持续数小时至数月，具体取决于所受的损失程度。

研究人员表示，强CME被归类为低频/高影响事件，这意味着尽管它们很罕见，但其后果是深远的。

国家研究委员会空间研究委员会2008年的一次研讨会预测，“严重地磁风暴情景”仅在第一年就将产生高达2万亿美元的社会和经济成本，恢复时间从4年到10年不等。

研究人员表示，美国国家航空航天局“太阳盾牌”的预测可能有助于避免最严重的破坏。

该项目旨在通过提供关于即将发生的CME的短期和长期预测，将影响降至最低。今天，科学家们可以判断出何时有一次弹射向地球，但数据非常普遍。

不同的功率节点以不同的方式受到由此产生的磁暴的影响。这在一定程度上取决于一天中的时间；系统在非高峰使用时间更容易受到攻击。

高纬度地区比低纬度地区受到的影响更大。另一个因素是当地地质；所产生的电流受到接地导电性的影响。

因此，每个节点都面临着不同程度的风险，这是太阳屏蔽公司的目标。但他们是怎么做到的

美国国家航空航天局的太阳屏蔽计划

事情是这样的：一旦记录到日冕物质抛射，来自SOHO航天器和美国国家航空航天局的双立体卫星等观日天文台的数据使该团队能够创建一个三维模型，并对其到达时间提供相对长期的预测，从24小时到48小时不等。

当CME穿越太空时，该团队使用戈达德社区协调建模中心（CCMC）的计算机进行广义预测。当粒子流向地球靠近时，它经过美国国家航空航天局的高级成分探测器——一颗太空天气监测卫星——大约30到60分钟后到达我们的星球。

ACE卫星收集实时数据，使团队能够快速完善和缩小预测范围。美国国家航空航天局随后将结果通知电力研究所的太阳爆发计划。

Pulkkinen在一份声明中解释道：“我们很快将数据输入CCMC的计算机。”“我们的模型预测了地球高层大气中的场和电流，并将这些电流传播到地面。”

Pulkkinen说，“太阳屏蔽”项目仍处于实验阶段，需要更多的数据——也就是更多的太阳活动观测结果——来完善它。但他希望更多的电力公司能够求助于EPRI，接收即将到来的风暴的预测和实时信息。

美国国家航空航天局补充道，每个节点都可以根据局部预测采取其认为适当的行动。

这些行动可能包括一些简单的事情，比如取消计划中的维护工作，或者让更多的员工在场处理由此产生的浪涌，或者采取更强有力的策略，比如将最脆弱的变压器从电网中断开。这种可控停电只是暂时的，其破坏性远小于外部引发的停电。

然而，Pulkkinen表示，虚假警报可能会给电力公司带来高昂的成本，因此需要更多真实的观察和电力行业的合作伙伴来完善流程。

“我们希望更多的电力公司加入我们的研究工作，”他补充道。“我们从现场收集的数据越多，测试和改进太阳能屏蔽的速度就越快。”