NASA is al lang een leider in het begrijpen van de wetenschap van ruimteweer, inclusief onderzoek naar het potentieel voor geïnduceerde elektrische stromen om onze energiesystemen te verstoren. Vorig jaar, NASA-wetenschappers werkten samen met wetenschappers en ingenieurs van onderzoeksinstellingen en de industrie tijdens een paar intensieve workshops van een week om de stand van de wetenschap rond dit soort ruimteweer te beoordelen. Deze samenvatting is op 30 januari gepubliceerd, 2017, in het journaal Ruimteweer .

Stormen van de zon kunnen onze elektriciteitsnetten aantasten, spoorwegsystemen en ondergrondse pijpleidingen door een fenomeen dat geomagnetisch geïnduceerde stromen wordt genoemd, of GIC's. De zon laat regelmatig een constante stroom magnetisch zonnemateriaal los, de zonnewind genaamd. samen met af en toe enorme wolken van zonnemateriaal die coronale massa-ejecties worden genoemd. Dit materiaal interageert met het aardmagnetisch veld, tijdelijke veranderingen veroorzaken. Die tijdelijke verandering in het magnetische veld kan elektrische stromen veroorzaken net onder het aardoppervlak. Dit zijn GIC's.

Lang, dun, metalen constructies nabij het aardoppervlak, zoals ondergrondse pijpleidingen, spoorwegen en hoogspanningslijnen - kunnen fungeren als gigantische draden voor deze stromen, waardoor elektriciteit over lange afstanden ondergronds stroomt. Deze elektrische stroom kan problemen veroorzaken voor alle drie de structuren, en het is vooral moeilijk te beheren in energiesystemen, waarbij het regelen van de hoeveelheid elektrische stroom de sleutel is om de lichten aan te houden. Onder extreme omstandigheden, GIC's kunnen tijdelijke black-outs veroorzaken, wat betekent dat het bestuderen van het ruimteweer een cruciaal onderdeel is voor het beheer van noodsituaties.

"We hadden al een redelijk goed begrip van de belangrijkste bewegende delen die van invloed kunnen zijn op energiesystemen, " zei Antti Pulkkinen, een ruimteweeronderzoeker bij NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland. "Maar dit was de eerste keer dat we zonne-experts hadden, heliosferische wetenschappers, magnetosferische fysici, energietechnici en noodbeheerders allemaal samen in een kamer."

Hoewel GIC's voornamelijk problemen kunnen veroorzaken voor energiesystemen, spoorwegen en pijpleidingen zijn niet immuun.

"Onderzoekers hebben een positieve correlatie gevonden tussen geomagnetische stormen en verkeerde werking van spoorwegsignaleringssystemen, " zei Pulkkinen, die ook lid is van het op ruimteweeronderzoek gerichte Community Coordinated Modeling Center in Goddard.

Dit komt doordat spoorseinen, die typisch het verkeer regelen op kruispunten tussen sporen of op kruispunten met wegen, werken op een geautomatiseerd gesloten/open circuitsysteem. Als de metalen wielen van een trein zich op het spoor bij het sein bevinden, ze sluiten het elektrische circuit, elektrische stroom naar het signaal laten stromen en het aanzetten.

"Geomagnetisch geïnduceerde stromen kunnen die lus sluiten en het systeem een ​​signaal geven dat er een trein is terwijl die er niet is, ’ zei Pulkkinen.

evenzo, stroom die in oliepijpleidingen stroomt, kan valse alarmen veroorzaken, operators ertoe aanzetten pijpleidingen te inspecteren die niet beschadigd zijn of niet goed functioneren.

In energiesystemen, de GIC's van een sterk ruimteweergebeurtenis kunnen iets veroorzaken dat spanningsinstorting wordt genoemd. Spanningsinstorting is een tijdelijke toestand waarin de spanning van een segment van een voedingssysteem naar nul gaat. Omdat er spanning nodig is om stroom te laten vloeien, instorting van de spanning kan stroomuitval veroorzaken in de getroffen gebieden.

Hoewel stroomuitval als gevolg van een ineenstorting van de spanning enorme gevolgen kan hebben voor het transport, gezondheidszorg en handel, Het is onwaarschijnlijk dat GIC's blijvende schade aan grote delen van energiesystemen veroorzaken.

"Voor permanente schade aan de transformator, er moeten aanhoudende niveaus van GIC's door de transformator gaan, " zei Pulkkinen. "We weten dat GIC's niet zo werken. GIC's hebben de neiging om veel luidruchtiger te zijn en van korte duur te zijn, dus wijdverbreide fysieke schade aan transformatoren is onwaarschijnlijk, zelfs tijdens grote stormen."

De wetenschappers die aan het onderzoek hebben meegewerkt, onderdeel van het NASA Living With a Star Institute, heeft ook een lijst gemaakt met de belangrijkste onbeantwoorde vragen in de GIC-wetenschap, meestal gerelateerd aan computermodellering en voorspelling. Het eerdere werk van de groepsleden op het gebied van GIC-wetenschap en paraatheid is al gebruikt om nieuwe normen te vormen voor energiebedrijven om te waken tegen black-outs. In september 2016, de federale regelgevende commissie voor energie, of FERC, heeft nieuwe normen vrijgegeven die energiebedrijven verplichten om mogelijke GIC-verstoringen te beoordelen en erop voor te bereiden.

"We zijn erg trots dat onze teamleden een belangrijke bijdrage hebben geleverd aan de bijgewerkte FERC-normen, "zei Pulkkinen. "Het laat ook zien dat de VS actief werkt om het GIC-risico aan te pakken."