Le soleil est la source d'énergie la plus importante pour le maintien de la vie sur Terre, mais cela nous donne bien plus que de la lumière et de la chaleur. Cela nous donne aussi des tempêtes solaires.

Perturbations sur le soleil, telles que les éjections de masse coronale produites par les éruptions solaires qui émanent des régions actives des taches solaires, peut provoquer des tempêtes solaires. Les éruptions solaires et les éjections de masse coronale émettent de grandes quantités de rayonnement et de particules chargées dans l'espace.

Ces événements peuvent endommager les infrastructures de communication et d'énergie de la Terre, entraînant des pannes de courant et une fonctionnalité réduite du système. Satellite, stations spatiales et astronautes, aviation, GPS, les réseaux électriques et plus peuvent être affectés.

Alors que notre civilisation devient plus avancée, nous devenons plus vulnérables aux effets des tempêtes solaires. Maintenant, comme l'activité du soleil est en augmentation, nous devons mieux prédire la météo solaire.

Beaucoup de gens se souviennent encore de l'effondrement du réseau électrique québécois du Canada le 13 mars 1989, qui a duré neuf heures et touché six millions de personnes. Il a causé des centaines de millions de dollars de dommages et de pertes de revenus. Cette panne d'électricité a été causée par des tempêtes solaires.

L'événement Carrington, du nom de l'astronome amateur qui l'a enregistré, était une autre puissante tempête solaire qui s'est produite en septembre 1859. La technologie de pointe en 1859 était limitée aux télégraphes électriques, et la plupart de ceux-ci ont échoué dans toute l'Europe et l'Amérique du Nord, dans certains cas, en donnant à leurs opérateurs des décharges électriques.

Ces jours, nous sommes beaucoup plus dépendants de la technologie, qui est à son tour de plus en plus vulnérable aux effets de l'espace et de ses catastrophes naturelles uniques.

Rayonnement spatial

L'espace est vaste, froid, sombre et inondé de radiations. Le rayonnement dans l'espace provient principalement du rayonnement cosmique galactique – des particules de haute énergie rejetées par d'autres galaxies – et des événements de particules solaires – des particules de haute énergie de notre propre soleil.

Dans le rayonnement spatial, les atomes sont accélérés dans l'espace interstellaire à des vitesses proches de la vitesse de la lumière. Finalement, les électrons sont dépouillés et seul le noyau chargé positivement reste.

Les humains observent et comptent les taches solaires depuis plus de 400 ans, ce qui en fait l'expérience la plus longue au monde. Le soleil a un cycle de taches solaires de 11 ans, et en ce moment, nous sommes au milieu de ce cycle. Maintenant, il approche du "maximum solaire, " où se produit la plus grande activité solaire. Le prochain maximum solaire devrait commencer en 2025.

Les gens connaissent les aurores boréales, qui est un effet visible du rayonnement solaire. le champ magnétique terrestre, qui nous protège de la plupart des dangers du rayonnement spatial, dirige les particules chargées vers les pôles, où ils pénètrent dans notre atmosphère et provoquent de beaux jeux de lumière.

Mais le rayonnement peut également avoir un impact sur la technologie et les personnes. Lors de fortes tempêtes de rayonnement solaire, les protons énergétiques peuvent endommager les circuits électroniques à l'intérieur des satellites et l'ADN biologique des astronautes. Les passagers et les membres d'équipage survolant le pôle nord seraient exposés à un rayonnement accru.

Ces orages radiologiques peuvent créer des erreurs qui rendent les opérations de navigation extrêmement difficiles. Les protons énergétiques peuvent également ioniser les atomes et les molécules de l'atmosphère, créant une couche d'électrons libres. Cette couche peut absorber les ondes radio haute fréquence, provoquant une panne des communications haute fréquence, également connu sous le nom de radio à ondes courtes.

Avec notre dépendance croissante à l'égard de la technologie, la prévision du temps dans l'espace est cruciale. Cependant, prédire avec précision la météo spatiale a longtemps été un problème difficile pour les experts.

Prédire la météo spatiale

Comprendre la complexité des taches solaires nous aidera à prédire si des éruptions solaires importantes peuvent se produire. Mes collègues et moi avons développé un système informatique automatisé en temps réel qui utilise des technologies de traitement d'images et d'intelligence artificielle pour surveiller et analyser les données des satellites solaires. Cela permet de prédire la probabilité d'éruptions solaires dans les prochaines 24 heures.

Nous avons été les pionniers de nouvelles techniques de traitement automatique, détection et extraction de caractéristiques des caractéristiques solaires, telles que les régions actives et les taches solaires, capturées par le satellite d'observation de la dynamique solaire de la Nasa. Nous avons également introduit le premier système automatisé et en temps réel pour classer les taches solaires. Avant ça, la classification des taches solaires était un processus manuel minutieusement effectué par des experts.

Les missions spatiales et les astronautes sont beaucoup plus susceptibles d'être affectés par les radiations, car ils ne sont pas protégés par le champ magnétique terrestre. Les effets sur les humains pourraient inclure la maladie des radiations, risque accru de cancer, maladies dégénératives et effets sur le système nerveux central.

Malgré ces risques, Les activités humaines et robotiques se multiplient dans l'espace et la Nasa s'emploie à faire atterrir des humains sur Mars d'ici les années 2030. Il y a deux rovers - Curiosity et Perseverance - et un atterrisseur actuellement opérationnel sur Mars, avec un autre rover dont le lancement est prévu en 2022.

Notre système de prévision météorologique spatiale est accessible au public, et est maintenant utilisé comme l'un des outils d'aide à la décision pour les missions robotiques de la Nasa et pour gérer les effets des rayonnements sur l'orbite de l'observatoire à rayons X Chandra de la Nasa.

Alors que nous continuons à nous aventurer plus loin dans l'espace, nous devrons renforcer nos capacités actuelles de prévision météorologique spatiale pour brosser un tableau plus complet de l'activité solaire et atténuer ses effets autour du système solaire.

Cette tâche est incroyablement difficile, car la plupart des observations solaires sont prises pour le champ de vision de la Terre. Une meilleure modélisation et enquête sur l'évolution des caractéristiques solaires est nécessaire pour tenir compte des orbites célestes radicalement différentes autour du soleil.

Cet article est republié à partir de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lire l'article original.