Земной
прогноз космической погоды

Галина КИСЕЛЕВА

Само Солнце почтило
вниманием участников
Всероссийской конференции по
физике солнечно-земных связей,
собравшихся недавно в Иркутске.
Мощная вспышка, случившаяся в день
ее открытия, вызвала магнитную
бурю, сравнимую по силе с
крупнейшими в этом тысячелетии.
Солнце как бы подчеркнуло
серьезность и актуальность для
всех землян проблемы, о которой шла
речь на конференции. Известные
всему миру ученые-физики,
руководители крупнейших
институтов и обсерваторий от
Москвы до Кольского полуострова и
Тикси обсуждали проводимые сегодня
в стране исследования в области
солнечной активности, межпланетной
среды, магнитосферы, ионосферы и
нейтральной атмосферы Земли,
которые самым непосредственным
образом связаны с прогнозом
"космической погоды". Впервые
за последние 10 лет собрались
одновременно солнечники,
космофизики, ионосферщики,
магнитосферщики, оптики, чтобы
определить направление решения
общей для всех задачи — участия в
выполнении отечественной
программы "Космическая
погода".

Что же это
такое — "космическая погода"?
Это, по определению ученых,
"совокупность явлений,
происходящих в верхних слоях
земной атмосферы, в ионосфере и
околоземном космическом
пространстве". Интересно, что
впервые понятие "погоды в
космосе" ввел замечательный
ученый, участник знаменитой
папанинской эпопеи, академик
Евгений Федоров. Оказывается, в
околоземном пространстве есть и
свои бури, и штормы, есть свои
облака, есть свой ветер — солнечный —
и даже свой дождь (так называют одно
из явлений в полярной ионосфере).
Сильная изменчивость обстановки
здесь сродни погодным
"капризам" на Земле. Когда на
Солнце происходит вспышка, уже
через несколько минут она
достигает земной ионосферы, и тогда
на высотах 50-90 км сразу резко
возрастает ионизация. Это влияние
может быть настолько сильным, что
может прекратиться радиосвязь в
диапазоне коротких волн на всем
освещенном полушарии Земли.
Жесткие протоны, которые приходят к
Земле через несколько часов после
вспышки на Солнце, встретятся с
магнитным полем и вызовут
сильнейшую ионизацию в нижней
ионосфере приполярной зоны.
Следствие этого — практически
полное поглощение КВ-радиоволн на
всех полярных трассах. Усилится
солнечный ветер, оказывая давление
на магнитосферу. С дневной стороны
она начнет сжиматься, станут
сближаться и изгибаться магнитные
силовые линии. Запрыгают в бешеной
пляске стрелки наземных
измерителей магнитного поля —
магнитометров, из радиационных
поясов польются в верхнюю
атмосферу полярных широт потоки
энергичных электронов, рождая в
небе сполохи полярного сияния.
Начнутся трудности с радиосвязью.
Усилится ультрафиолетовое
излучение Солнца, повысится
температура и плотность атмосферы
как раз на тех высотах (более 150-200
км), где летает большинство
искусственных спутников. Ну а это
скажется на характере изменения их
орбит. Так описываются сюрпризы
"космической погоды" в
научно-популярной литературе.

Космическая
непогода может быть опасной не
только для космических кораблей и
их экипажей, но для земных
технологических систем. Во время
магнитных бурь, вызванных мощными
солнечными вспышками, наблюдались
повреждения трубопроводов (из-за
возникающих там напряжений при
резких изменениях магнитного поля),
выходы из строя электрических
энергосистем, а также взрывы
трансформаторов на телефонных
подстанциях. Изучают ученые сейчас
влияние "космической погоды" и
на состояние экосистем и человека.

Вот почему
исследование "космической
погоды" и ее прогноз сейчас
является ведущим направлением
мировой науки. Это связано с
насущными потребностями
человечества. Активно работает в
этом направлении США, большое
значение этим исследованиям
придает Европа. Россия же, одна из
ведущих стран в этой области науки
(и ученых и заслуг достаточно),
сегодня отстает от других.
Происходит это отчасти из-за
разобщенности исследователей,
из-за отрыва фундаментальных
исследований от решения прикладных
задач, а, главное, нет
государственной программы,
нацеливающей на развитие
исследований по "космической
погоде".

Российская
Академия наук проявила инициативу —
специальная комиссия под
руководством председателя
президиума Иркутского научного
центра, директора Института
солнечно-земной физики СО РАН
академика Гелия Жеребцова
разработала проект такой программы
и направила ее на рассмотрение в
правительство. Вот почему и
собрались лучшие физики страны в
Иркутске, чтобы обсудить реальные
возможности реализации этой
программы и своего участия в ней.

Сегодня
информацию о состоянии космической
среды поставляет, в основном, центр
США по прогнозу космической погоды
— Центр Космического Окружения.
Можно, конечно, продолжать
пользоваться ею, как выразился
академик Гелий Жеребцов, "сесть
на иглу и получать удовольствие, но
за это дорого придется платить".
"Государственные интересы и
престиж отечественной науки,
внесшей огромный вклад в знания о
космосе, требуют создания своей
надежной государственной системы
предупреждений и оповещений об
опасных явлениях "космической
погоды" для принятия
соответствующими службами
необходимых мер". Так
сформулирована цель программы. Для
выполнения ее есть и знания, и
интеллектуальные силы, и
необходимые наблюдательные
системы, которые, конечно,
нуждаются в обновлении.

В былые
времена была создана наземная сеть
обсерваторий, которая сыграла
большую роль в успешном освоении
космоса и развитии отечественной
солнечной физики. Сегодня многие
обсерватории закрыты или
продолжают работать только
благодаря самоотверженности
персонала. Реализация программы
потребует проведения и новых
строго направленных научных
экспериментов. Для обеспечения их
тоже понадобятся средства. Чтобы
ответить на вопросы, как
зарождаются процессы возмущения на
Солнце распространяются в
солнечном ветре и взаимодействуют
с магнитосферой, ионосферой и
атмосферой Земли, предстоит
провести фундаментальные
исследования и еще целый комплекс
различных скоординированных
поисковых
научно-исследовательских и
опытно-конструкторских работ. Но
все это возможно и решаемо, как
отмечали участники конференции в
своих выступлениях.

"Эта
программа имеет огромное значение
и для нашей страны, и для нас всех, —
говорит президент Академии наук
Республики Саха академик РАН
Гермоген Крымский. — Каждая страна
должна предусматривать вопросы
безопасности. Программа объединит
имеющиеся силы (а их, несмотря на
отсутствие государственной
поддержки, достаточно и сейчас) и
позволит на хорошем уровне
вписаться в глобальные
исследования.

Мы уже сейчас
вливаемся в эту работу каждый со
своим опытом, своей
экспериментальной базой. Чтобы
разобраться в явлениях
"космической погоды", а потом
использовать эти знания в
прогнозах, необходимо не просто
собирать данные, а уметь их
осмысливать, строить некие
теоретические модели, чтобы
представить целостную картину
происходящего в космосе. И вот
комплекс всех этих работ —
наблюдательных, инженерных,
обработка данных, теоретический
анализ и, наконец, построение
алгоритмов, которые уже позволяют
вырабатывать какие-то решения, и
есть программа. Мы все
заинтересованы в ней еще и потому,
что появится потребитель нашей
продукции, а раз он есть, продукт
весом и дорого стоит.

"Нам всем
есть что предложить этой
программе,— дополняет доцент НИРФИ
Владимир Борог. — Наш институт
предлагает совершенно новый (в мире
такого нет) тип детектора —
космический томограф. Это
"глаз", который с поверхности
Земли смотрит в космос и
одномоментно может вести
наблюдения за 65 тысячами
направлений. Он может оказать
неоценимую помощь в
прогнозировании процессов, которые
могут оказывать влияние на Землю.

—
"Солнечно-земная физика возникла
на наших глазах, отметил Академик
Гелий Жеребцов. Началось бурное
освоение космического
пространства. То, что вчера было
экзотикой, сегодня стало
реальностью. Человечество обживает
космос. Прогнозирование
космической погоды стало
актуальнейшей заботой нашего
времени.

Наша наука
уже ответила на многие вопросы,
фактически описан климат этой
среды. Но теперь нужно обобщить
знания, точно и оперативно ответить
на вопрос, какие события в этой
среде можно ожидать и в какое время.
На конференции не было ни одного
скептически настроенного человека.
Речь шла только о том, как
сформулировать задачу, чтобы она
отвечала современным
фундаментальным и прикладным
исследованиям.

Мы не требуем
сегодня от правительства больших
вложений, многое сделаем теми
силами, которые есть. Но мы не
только вынуждены будем платить
огромные деньги за услуги,
связанные с прогнозами
"космической погоды", но еще и
утратим уникальные российские
научные школы. А это очень серьезно.
Вспомните, как сильна была наука
Германии до войны, и что происходит
сейчас — вкладываются большие
деньги, но восстановить былой
авторитет пока не удается.

Результаты
конференции превзошли мои
ожидания. Основные идеи проекта
программы, которую мы предложили на
рассмотрение, одобрены. И теперь
остается надеяться на поддержку и
на государственном уровне".