Солнечные бури могут повысить радиационную нагрузку на пассажиров и нарушить работу электроники самолётов

Сильные вспышки на Солнце способны заметно повышать радиационный фон на высотах, где летают пассажирские самолёты, а также вызывать сбои в бортовой электронике. К такому выводу пришли исследователи Космического центра Суррея в новой работе, опубликованной в Journal of Space Weather and Space Climate.

Авторы оценивали, как экстремальные события космической погоды влияют на радиационную обстановку на высотах примерно 8–14 км — то есть в диапазоне, характерном для коммерческой авиации.

Особое внимание они уделили не только дозовой нагрузке на пассажиров и экипаж, но и так называемым single-event upsets — единичным сбоям в микроэлектронике, которые могут возникать при попадании высокоэнергичных частиц.

Во время сильной солнечной бури фон может вырасти в разы

В обычных условиях пассажиры самолётов и экипажи уже получают больше ионизирующего излучения, чем люди на поверхности Земли, поскольку на высоте атмосфера хуже экранирует космические частицы.

Но во время мощных солнечных событий ситуация может резко меняться.

Исследователи приводят в пример вспышку 11 ноября 2025 года, которая вызвала редкое наземное повышение уровня частиц — Ground Level Enhancement. Измерения Университета Суррея показали, что на авиационных высотах радиационный фон тогда стал самым высоким почти за два десятилетия.

По оценке авторов новой работы, на больших высотах во время того события уровни кратковременно приближались к десятикратному превышению обычного фона.

Для сравнения исследователи смоделировали и гораздо более мощное историческое событие февраля 1956 года. Если бы подобная солнечная буря произошла сегодня, пассажир за один полёт на неблагоприятном маршруте мог бы получить дозу, сопоставимую с обычной годовой дозой от полётов.

Важно, что речь идёт именно об экстремальном сценарии, а не о типичной ситуации в гражданской авиации.

Электроника может оказаться более уязвимой, чем пассажиры

Отдельная проблема — воздействие высокоэнергичных частиц на авионику.

Когда такая частица проходит через электронный компонент, она способна изменить состояние отдельного бита или вызвать кратковременную ошибку. Обычно подобные сбои единичны, а современные системы проектируются с резервированием и механизмами коррекции.

Но при экстремальной космической погоде их частота может резко увеличиваться.

По оценкам исследователей, количество подобных событий в отдельных компонентах теоретически способно вырасти с нескольких в час до тысяч. Авторы считают, что именно рост числа электронных сбоев может оказаться для авиации более серьёзной оперативной проблемой, чем кратковременное увеличение дозы для пассажиров.

Surrey Space Centre уже много лет занимается измерением атмосферной радиации и изучением её влияния на авиационную электронику. Центр использует, в частности, модель MAIRE-S, которая рассчитывает радиационную обстановку на авиационных высотах в режиме, близком к реальному времени. При этом разработчики отдельно предупреждают, что модель пока проходит полную валидацию и не предназначена для юридически значимых оценок дозы.

Полярные маршруты уязвимее всего

Наибольшая нагрузка ожидается на высоких широтах — например, на маршрутах между Европой и западной частью Канады.

Причина в том, что магнитное поле Земли хуже защищает атмосферу от заряженных частиц вблизи полюсов.

Во время особенно сильных геомагнитных бурь зона повышенного воздействия может смещаться южнее и затрагивать в том числе воздушное пространство Великобритании.

Именно поэтому в периоды сильной космической погоды авиакомпании потенциально могут рассматривать изменение маршрутов и высоты полёта как один из способов снижения рисков.

Учёные предлагают новую шкалу для авиации

Авторы считают, что существующие авиационные нормы в основном ориентированы на обычную, хроническую радиационную нагрузку и хуже приспособлены к редким, но резким скачкам во время солнечных бурь.

В работе предложена отдельная шкала атмосферной радиационной опасности для авиации.

Она должна связывать измеряемые показатели с конкретными действиями — от усиленного мониторинга до изменения маршрутов или временного ограничения полётов при особенно тяжёлых событиях.

Исследователи предлагают использовать для оценки не только данные о солнечных протонах на орбите, но и наземные нейтронные мониторы, а также измерения непосредственно на борту самолётов.

Университет Суррея уже развивает сеть SAIRA для мониторинга солнечной ионизирующей радиации на высотах гражданской авиации.

Это не означает, что обычные перелёты стали опасными

Главный вывод исследования касается именно редких экстремальных событий.

Обычный пассажирский перелёт не становится опасным из-за самого факта существования космической радиации. Основная проблема — короткие периоды, когда поток высокоэнергичных частиц резко возрастает и стандартные оценки перестают описывать реальную обстановку.

Поэтому авторы предлагают не ограничивать полёты заранее, а лучше встроить данные космической погоды в оперативное управление авиацией — примерно так же, как сегодня учитываются грозы, вулканический пепел или сильная турбулентность.