التوهجات الشمسية وضعف نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)

نظام تحديد المواقع العالمي:

في حين أن نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) يرتبط بشكل شائع بالملاحة عبر الأقمار الصناعية وإيجاد الطريق، فإن العديد من التقنيات وشبكات الكمبيوتر تعتمد على نظام الأقمار الصناعية لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) للحصول على وقت دقيق.

تستخدم خوادم الوقت لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) الساعات الذرية الموجودة على متن الأقمار الصناعية الموضعية العالمية وتستخدم مصدر الوقت المستقر والدقيق هذا كأساس لمزامنة (NTP) (بروتوكول وقت الشبكة).

تطور نظام تحديد المواقع العالمي:

أصبح نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) هو المصدر المفضل لوقت الساعة الذرية للعديد من مشغلي الشبكات، هناك طرق أخرى، حيث يمكن استخدام التوقيت العالمي المنسق (UTC) إشارات الراديو وعبر الإنترنت لتسمية سوى مصدرين، ولكن لا يوجد مصدر آمن أو متاح بسهولة مثل نظام تحديد المواقع العالمي (GPS).

على عكس إشارات الراديو فقد يتوفر نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) في كل مكان على هذا الكوكب ولا يتم تعطيله أبدًا للصيانة المجدولة ولا يكون عرضة للتداخل. كما أنه ليس له أي آثار أمنية مثل الاتصال عبر جدار حماية الإنترنت بخادم الوقت عبر الإنترنت.

ومع ذلك هذا لا يعني أن نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) محصن تمامًا كما أشارت التقارير. تم الإبلاغ بـ 2010 عن انفجار بقعة شمسية (بقعة شمسية 1092) بحجم الأرض وانبعاث إكليلي هائل (توهج شمسي) وصفت الصحافة بأنه “تسونامي شمسي” والذي تم اقتراحه ليكون كبيرًا بما يكفي للأقمار الصناعية وحطام الطاقة وشبكات الاتصالات.

من المعروف منذ فترة طويلة أن النشاط الشمسي مثل البقع الشمسية والتوهجات الشمسية (أعمدة البلازما الساخنة المنبعثة من الشمس والإشعاع من الشمس) قادر على إتلاف وحتى تعطيل الأقمار الصناعية. كما يعد نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) ضعيفًا بشكل خاص بسبب المدارات العالية للأقمار الصناعية الثابتة بالنسبة للأرض (حوالي 22000 ميل)، مما يجعلها غير محمية بواسطة المجال المغناطيسي للأرض.

ومع ذلك في أعقاب النشاط الشمسي الأخير لم يتم الإبلاغ عن أي ضرر لنظام (GPS)، ولكن نظرًا لأن الكثير من الناس يعتمدون على الملاحة عبر الأقمار الصناعية ووقت (GPS) لخوادم (NTP) فيمكن لعاصفة شمسية مستقبلية أن تؤدي إلى دمار.

كانت الأقمار الصناعية لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) في المدار منذ عدة عقود، وبينما تم إدخال الأقمار الصناعية الزائدة عن الحاجة في النظام فقد تم استخدام العديد منها بسبب الإخفاقات السابقة ولن يستغرق الأمر سوى بضع قمر صناعي معطل للتسبب في مشاكل حقيقية للشبكة.

قد يؤثر الطقس الفضائي المرتقب على أجهزة (GPS) بما في ذلك الملاحة عبر الأقمار الصناعية وخوادم الوقت (NTP GPS)، بينما اضطر الكثير منا للتعامل مع بعض الأحوال الجوية القاسية في الشتاء إلا أن المزيد من العواصف في طريقهم هذه المرة من الفضاء.

التوهجات الشمسية تحدث بشكل منتظم على سطح الشمس، في حين أن العلماء ليسوا متأكدين تمامًا من أسبابها فنحن نعرف شيئين عن التوهجات الشمسية: – هي دورية – وترتبط بنشاط البقع الشمسية. وخلال الإحدى عشر عامًا الماضية كان نشاط البقع الشمسية للشمس المنخفضات الداكنة الصغيرة التي تظهر على سطح الشمس ضئيلًا للغاية، لكن دورة الإحدى عشر عامًا هذه قد انتهت وكان هناك ارتفاع في بقع الشمس في نهاية العام الماضي، مما يعني أن عام 2010 سيكون عامًا وفيرًا لكل من البقع الشمسية والتوهجات الشمسية.

ولكن لا داعي للقلق من أن تصبح محمصًا بواسطة التوهجات الشمسية؛ لأن هذه الانفجارات من الغازات الساخنة التي تندلع من الشمس لا تصل أبدًا إلى مسافة كافية للوصول إلى الأرض، ومع ذلك يمكن أن تؤثر علينا بطرق مختلفة.

التوهجات الشمسية:

عبارة عن رشقات نارية من الطاقة وبالتالي تنبعث منها إشعاعات وجزيئات عالية الطاقة، على الأرض نحن محميون من قبل هذه الانفجارات من الطاقة والإشعاع بواسطة المجال المغناطيسي للأرض والأيونوسفير، ومع ذلك فإن الاتصالات عبر الأقمار الصناعية ليست كذلك ويمكن أن يؤدي ذلك إلى مشاكل.

في حين أن تأثير إشعاع التوهج الشمسي ضعيف للغاية فإنه يمكن أن يبطئ ويعكس موجات الراديو أثناء انتقالها عبر الأيونوسفير باتجاه الأرض، يمكن أن يتسبب هذا التداخل في مشاكل كبيرة خاصة بالأقمار الصناعية لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS)؛ لأنها تعتمد على الدقة في توفير معلومات ملاحية.

في حين أن تأثيرات التوهجات الشمسية خفيفة، فمن الممكن أن تواجه أجهزة GPS فترات قصيرة من عدم وجود إشارة وأيضًا مشكلة الإشارات غير الدقيقة مما يعني أن المعلومات التي قد تصبح غير موثوقة. ولن يؤثر هذا فقط على التنقل إما لأن نظام (GPS) يستخدم من قبل مئات وآلاف من شبكات الكمبيوتر كمصدر للوقت الموثوق.

في حين أن معظم خوادم وقت (GPS) المخصصة يجب أن تكون قادرة على التعامل مع فترات عدم الاستقرار دون فقدان الدقة، فإن مسؤولي الشبكة القلقين الذين لا يرغبون في الذهاب إلى العمل للعثور على أنظمتهم تعطلت بسبب نقص المزامنة فقد يرغبون في التفكير في استخدام شبكة مرجعية لاسلكية خادم الوقت الذي يستخدم إرسال البث مثل (MSF) أو (WVBB).