Big bada boom: мощная солнечная буря может вывести из строя подводные интернет-магистрали и отключить интернет

Big bada boom: мощная солнечная буря может вывести из строя подводные интернет-магистрали и отключить интернет

Ученые очень давно знают о солнечных бурях — выбросах корональной массы Солнца. Иногда бури бывают сильными, гораздо чаще — слабыми. Но где-то раз в 100-200 лет случаются супербури, которые, как считают некоторые специалисты, могут просто отключить глобальный интернет — и сделать что-то с этой угрозой очень сложно, если вообще возможно.

Если случится нечто подобное, сетевая инфраструктура на какое-то время «превратится в тыкву», то есть работать не будет ничего, либо же в рабочем состоянии останутся небольшие участки сети. На восстановление работоспособности глобальной интернет-сети понадобится огромное количество средств и еще больше — времени. О том, что это за угроза и как буря на Солнце может повлиять на интернет-магистрали рассказываем под катом.

Подводные интернет-магистрали и Солнце

Казалось бы, причем солнечная буря к погруженным на сотни метров под воду оптоволоконным кабелям, которые, к тому же, еще и заглубляются на метр-полтора в грунт дна моря или океана? Но проблем здесь больше, чем кажется.

На днях о них рассказала участница конференции SIGCOMM 2021 по имени Сангита Абду (Sangeetha Abdu) из Калифорнийского университета. Абду работает над моделированием солнечного супершторма и его влиянием на глобальную сеть интернет.

Пострадает не только интернет, во многих, если не всех, регионах Земли, отключится электроэнергия. Восстановить системы энергоснабжения не так сложно (по крайней мере, на это хотелось бы надеяться), но глобальной сети интернет это не поможет — интернета не будет и после полного восстановления энергетических систем.

Кстати, локальные сети в определенных регионах работать будут — ведь большинство наземных магистралей короче, чем подводные. Плюс наземные кабели надежно заземляются, так что мало подвержены влиянию геомагнитной активности. Но вот в случае подводных магистралей, длина которых зачастую превышает несколько тысяч километров, все гораздо хуже. Ну а поскольку эти магистрали зачастую являются единственным источником подключения к сети для наземной инфраструктуры, то даже при условии сохранения последней в работоспособном состоянии интернета не будет.

Как будет развиваться ситуация после мощнейшего выброса корональной массы Солнца сказать сложно, поскольку супербури случаются очень редко. Конечно, для нас это хорошо, но вот у ученых не так много исходных данных для построения модели супершторма. Одна из наиболее известных супербурь произошла в 1859 году («Событие „Кэррингтона“), о ней еще поговорим ниже.

Почему подводные кабели подвержены влиянию геомагнитной активности в ходе супербури? Само оптоволокно остается неповрежденным. Но подводные кабели снабжаются ретрансляторами оптического сигнала, которые устанавливаются с интервалом 50-150 километров. И вот как раз это оборудование уязвимо, поскольку нуждается в энергии, которая подводится по силовым линиям в кабеле с суши. А значит, если эти линии не отключить физически — наводки, скорее всего, выведут ретранслятор из строя. Если перестанет работать определенное количество ретрансляторов, связь не будет работать вообще. Кроме того, интернет-кабели пролегают по разнородным участкам океанического и морского дна. Свойства некоторых из участков могут оказывать гораздо более сильное негативное воздействие, чем другие.

Не стоит также забывать о спутниках, которые выйдут из строя через несколько минут после выброса коронарной массы Солнца. Так что GPS и другие сети геопозиционирования работать тоже не будут. Сюда же входят метеорологические, военные и все прочие типы спутников.

Специалист рассказала о том, что наиболее уязвимы участки инфраструктуры, расположенные в более высоких широтах. А вот Азия подвергается меньшему риску, поскольку Сингапур, который служит точкой концентрации точек входа/выхода многих интернет-магистралей, находится рядом с экватором. Кабели, пролегающие по дну Атлантического и Тихого океанов на высоких широтах, будут подвергаться огромному риску — скорее всего, работать они после супербури не будут.

В целом, есть небольшая надежда на то, что системы перенаправления трафика сработают даже в том случае, если солнечная буря будет очень сильной. Но вероятность этого не очень велика — ведь затронута будет практически вся наша планета. Плюс проблемы возникнут и с системой доменных имен, а не только маршрутизацией.

Судить о том, насколько сложной может быть ситуация, можно по результатам изучения влияния „Хэллоуинской“ вспышки класса X45, которая случилась в 2003 году. Тогда вышел из строя ряд спутников, а также возникли перебои в телефонной и интернет-связи.

Глобальная интернет-инфраструктура — весьма интересная тема, но у нас есть и другие статьи, оцените — мы рассказываем о:

Событие Кэррингтона

Так называют самую мощную из всех когда-либо зарегистрированных человеком геомагнитных бурь. Она произошла 1 сентября 1850 года. Назвали бурю в честь британского астронома Ричарда Кэррингтона, который первым зафиксировал сильнейшую вспышку на Солнце и первым же связал ее с происходившими в дальнейшем геомагнитными возмущениями на Земле.

В то время телекоммуникационная инфраструктура была весьма скромной — лишь телеграфная связь. Но и она пострадала. Так, практически все телеграфные системы в Европе и Северной Америке вышли из строя. Операторы телеграфа сообщали тогда об искрящем оборудовании, в ряде случаев поступала информация о возгорании телеграфных систем.

Так может выглядеть „событие Кэррингтона“ сейчас

Стрелки компаса тогда вели себя очень странно — они перестали показывать направление на магнитные полюса, а просто кружились вокруг своей оси, либо указывали на неправильные направления.

Если бы выброс такой мощности произошел сейчас, восстанавливать последствия пришлось бы многие месяцы, если не годы. Глобальная экономика терпела бы огромные убытки из-за отсутствия возможности использовать интернет-инфраструктуру. Правда, существует ненулевая вероятность уничтожения энергетической инфраструктуры — крупнейшие ее объекты просто вышли бы из строя и человечество на несколько месяцев осталось либо вовсе без электричества, либо возникли бы сильнейшие перебои в поставках энергии. В таких условиях отсутствие интернета, наверное, уже не самая страшная беда.

Что же делать?

Это важный вопрос, ответ на который состоит из двух частей — подготовка элементов инфраструктуры к повторению „события Кэррингтона“ и развертывание систем наблюдения за Солнцем. В первом случае необходимы надежные схемы заземления всего и вся, системы аварийного отключения и т.п.

Со вторым моментом все проще — сейчас уже есть несколько телескопов, которые ведут наблюдение за Солнцем и способны предсказать появление опасной для Земли вспышки за несколько часов до ее появления. Наиболее быстрая вспышка, которая добралась к Земле, сделала это за 14 часов. Так что на подготовку к встрече стихии у человечества есть именно столько времени, может, на пару часов больше.

За это время электрические сети нужно подготовить к глобальным отключениям, а также усилить заземление везде и всюду, включая интернет-магистрали. Кроме того, требуется предусмотреть относительно безопасные орбиты для спутников для того, чтобы сбои в работе электроники не были столь масштабными, какими они могут быть, если не делать вообще ничего.

Звезда вышла из спячки

Возникает вопрос, а почему мы должны бояться ждать компьютерной световой смерти, если до этого мы десятилетиями сидели в Интернете и не знали, что пострадают? Во-первых, такие события в истории человечества уже случались.

Например, самая мощная геомагнитная буря за всю историю наблюдений 1859 года парализовала работу тогдашнего «Интернета» — телеграфная связь была запрещена по всей Европе и Северной Америке. В некоторых случаях телеграфисты получали серьезные поражения электрическим током. И уже в нашей памяти в 1989 году солнечная вспышка средней силы вызвала отключение электроэнергии на 9 часов на северо-востоке Канады, сбои в работе космических кораблей и радиосвязи.

Во-вторых, формирование Интернета, как всемирной паутины, пришлось на 30-летний период солнечного минимума — период, когда наша звезда была белой и пушистой.

«Так получилось, что низкая фаза солнечной активности совпала с быстрым развитием технологий на Земле», — говорит Сангита Абду Джиоти.

Но в 2019 году начался новый 25-й цикл солнечной активности. Сейчас звезда медленно выходит из спячки, космическая погода ухудшится, недавнее исследование показало, что текущий цикл будет одним из самых сильных в истории.

Что грозит человечеству в случае мощного солнечного шторма

Если в отдельном регионе вместе выйдет из строя достаточно кабелей, то весь континент может оказаться отрезанным от интернета. Страны в высоких широтах – США, Канада или Великобритания – более уязвимы к солнечным штормам, и окажутся офлайн первыми.

Трудно предположить, сколько времени займет ремонт подводных коммуникаций – возможно, недели или месяца. За это время миллионы людей могут потерять доступ к сети, что повлияет как на экономику, так и на жизнедеятельность целых стран.

Экономический ущерб от отключения интернета на один день в США оценивается в 7 миллиардов долларов. Если сеть перестанет работать на несколько дней или даже месяцев – будет катастрофа мирового масштаба,
– отмечает Абду Джиотхи.