Europska svemirska agencija (ESA) zabilježila je tijekom snažne Sunčeve oluje u studenome 2025. jedan od najupečatljivijih “napada” čestica na Zemljin magnetski štit u posljednjih nekoliko godina. Ključnu ulogu odigrala je misija Swarm, konstelacija od tri satelita posvećena preciznom mjerenju Zemljina magnetskog polja. Uz uobičajene znanstvene instrumente, ovoga puta u prvi plan neočekivano su iskočile kamere za navigaciju – tzv. star trackeri – koje su umjesto zvijezda “ugledale” nalet visokoenergetskih protona iz Sunčeve erupcije.

Oluja je bila posljedica iznimno aktivne Sunčeve regije NOAA AR 14274, koja je između 11. i 14. studenoga 2025. izbacila četiri snažne Sunčeve baklje i jednaki broj koroninih izboja mase (CME), od kojih su tri bile usmjerene prema Zemlji. Najjača baklja, klase X5.1, erumpirala je 11. studenoga, a prateći CME stigao je do našeg planeta sljedeći dan oko 18:50 UTC, pokrećući jaku geomagnetsku oluju koja je nekoliko sati tresla Zemljin magnetski omotač.

Iako ova epizoda nije prouzročila ozbiljna oštećenja infrastrukture na tlu, donijela je dvije ključne pouke: koliko brzo Sunce može promijeniti uvjete u našem svemirskom susjedstvu i koliko su dragocjeni podaci iz misija poput Swarma za razumijevanje i predviđanje svemirskog vremena.

Swarm – magnetski stetoskop za Zemlju

Swarm je ESA-ina misija pokrenuta 2013. godine u sklopu programa Earth Explorer, osmišljena da s tri identična satelita u polarnoj orbiti detaljno izmjeri strukturu i promjene Zemljina magnetskog polja. Sateliti lete na visinama od približno 450 do 530 kilometara i neprekidno mapiraju doprinos jezgre, plašta, litosfere, oceana i ionosfere ukupnom magnetskom signalu našeg planeta.

Svaki satelit nosi nekoliko ključnih instrumenata: vektorske i skalarne magnetometre za mjerenje jačine i smjera magnetskog polja, električne i plazmatske sonde, akcelerometre te laserske reflektore za precizno određivanje orbite. U pozadini rada gotovo svih tih instrumenata nalaze se star trackeri – optičke kamere koje fotografiraju nebo i, uspoređujući položaj zvijezda s ugrađenim katalogom, neprestano računaju orijentaciju satelita u prostoru.

Ti navigacijski sustavi obično su “nevidljivi” javnosti, jer nemaju izravnu znanstvenu ulogu. No upravo su oni postali neočekivani heroji studenoga 2025., pretvorivši se u improvizirane detektore zračenja koje su inženjeri znali iskoristiti.

Studeni 2025.: oluja tri koronina izboja

Razdoblje oko 11. studenoga 2025. odvijalo se u trenutku kada je Sunce već ušlo u fazu solarnog maksimuma, vrh 11-godišnjeg ciklusa aktivnosti u kojemu su snažne baklje i koronini izboji češći. Unutar manje od 48 sati, aktivna regija NOAA AR 14274 izbacila je tri uzastopna CME-a prema Zemlji. Kombinacija tih izboja stvorila je uvjete za jaku geomagnetsku oluju kada je glavni udar plazme pogodio Zemljino magnetsko polje 12. studenoga.

U trenucima najveće aktivnosti, geomagnetska oluja izazvala je znatne fluktuacije u magnetosferi i u gornjim slojevima atmosfere. ESA-ini modeli i satelitska mjerenja pokazala su da su se magnetske nepravilnosti u ranim fazama oluje pojačale i do deset puta u odnosu na uobičajene vrijednosti, što je vrlo jasan signal da se Zemljin obrambeni štit nalazi pod snažnim pritiskom Sunčeva vjetra i udarne fronte CME-a.

Najneposrednija posljedica bila je ozbiljan poremećaj radio-komunikacija. U područjima koja su u trenutku izbijanja baklje bila osvijetljena Suncem – ponajprije u Europi, Africi i Aziji – zabilježen je snažan radio “blackout” na kratkovalnim frekvencijama, koji je trajao otprilike između 30 minuta i jednoga sata. Takvi događaji izravno pogađaju zrakoplovne rute na velikim udaljenostima, pomorsku komunikaciju i dio vojnih sustava koji ovise o ionosferi kao reflektirajućem sloju za radio-valove.

Još jedan indikator iznimne snage ove oluje bio je rijedak Ground Level Enhancement (GLE) – porast toka visokoenergetskih čestica dovoljno snažnih da dio njih prodre duboko u atmosferu i bude zabilježen detektorima kozmičkog zračenja na tlu. Statistika kaže da se takvi događaji bilježe tek jednom ili dvaput godišnje i da je ovaj studenjski GLE tek 77. zabilježen od 1940-ih, što dodatno naglašava njegovu iznimnost.

Od zvijezda do protona: kako su star trackeri postali detektori zračenja

Dok su Swarmovi magnetometri uredno bilježili svako “podrhtavanje” magnetskog polja, star trackeri su tijekom oluje registrirali nešto posve drugo: bombardiranje visokoenergetskim protonima. Svaki tracker sastoji se od tri međusobno okomito postavljena “camera head” modula, čiji su senzori osjetljivi i na ionizirajuće zračenje. Kada kroz senzor prođe proton dovoljno visoke energije, ostavlja karakterističnu bijelu točku na slici, tzv. energetic particle detection.

Takve “točkice” su u normalnim uvjetima tek smetnja za algoritme koji traže čiste zvijezdane uzorke za navigaciju. Međutim, inženjeri Swarma ranije su razvili softver koji brojanje tih detekcija pretvara u podatak o toku protona iznad određene lokacije. U orbiti od oko 500 kilometara, gdje se nalazi satelit Swarm Bravo s najvišom putanjom u konstelaciji, star trackeri tako mogu kontinuirano mjeriti koliko često kroz njihove senzore prolaze protoni energija većih od 100 MeV.

Tijekom oluje u studenome 2025. upravo je na temelju tih podataka zabilježeno iznimno pojačanje toka protona iznad polarnih područja. Kako je magnetski štit Zemlje bio privremeno “zgužvan” i narušen, dio visokoenergetskih čestica koje inače ostaju zarobljene u međusobnom “tanglu” magnetskih linija ili ih magnetsko polje skrene dalje od planeta, uspio je prodrijeti do visina niske Zemljine orbite.

Star trackeri Swarma tako su prvi put u operativnoj praksi poslužili kao svojevrsna mreža za detekciju protona u realnom vremenu. Podaci iz ovog događaja predstavljaju jednu od prvih demonstracija novog Swarmovog proizvoda za praćenje visokoenergetskih čestica, koji se odnedavno koristi za detaljnije praćenje Sunčeve aktivnosti iz perspektive niske orbite.

Protonske aurore i “nevidljiva” prijetnja svemirskoj infrastrukturi

Jedan od najzanimljivijih vizualnih efekata opaženih tijekom ove oluje bile su tzv. protonske aurore. Za razliku od “klasičnih” polarnih svjetala koje većinom uzrokuju elektroni i koje na nebu crtaju dinamične zavjese, lukove i “zavijuge” svjetlosti na vrlo visokim geografskim širinama, protonske aurore pojavljuju se kao difuzno, ravnomjerno svjetlosno zamućenje. U snažnim olujama mogu se spustiti na mnogo niže širine nego što je uobičajeno, pa su tijekom studenoga 2025. zabilježene i u područjima gdje stanovnici rijetko imaju priliku vidjeti auroru vlastitim očima.

Fizikalno gledano, riječ je o istom procesu: nabijene čestice iz Sunčeva vjetra, vođene linijama Zemljina magnetskog polja, ulaze u gornju atmosferu i sudaraju se s molekulama kisika i dušika, pobuđujući ih i potičući da emitiraju svjetlost. Kod protonskih aurora dominantnu ulogu imaju protoni, pa se energija prenosi na nešto drugačiji način i uz drugačiju raspodjelu po visini i geografskim širinama.

Za ljude na tlu, uključujući i putnike u zrakoplovima na uobičajenim visinama leta, ovakvi događaji ne predstavljaju neposredan zdravstveni rizik. Jednako tako, jak GLE poput ovoga iz studenoga 2025. i dalje je daleko ispod razina koje bi zahtijevale izvanredne mjere za stanovništvo. No za satelite i astronaute visokoenergetski protoni predstavljaju ozbiljan problem: mogu oštetiti solarne ćelije, ubrzati starenje elektroničkih komponenti, prekinuti logičke sklopove ili izazvati privremene “bit flipove” u memoriji.

Zato svemirske agencije, uključujući i ESA-in program za svemirsko vrijeme, u trenutku pojačane Sunčeve aktivnosti provode niz mjera – od prilagodbe smjerova snopa osjetljivih instrumenata, do odgode kritičnih manevara i zaštite astronauta u bolje zaštićenim dijelovima letjelica. Princip kojemu teže je ALARA (“as low as reasonably achievable”) – svesti izloženost zračenju na što je moguće nižu razinu, uz realna operativna ograničenja.

Južnoatlantska anomalija – prirodni “prozor” za zračenje

Iako je studenjska oluja privremeno pojačala tok protona na polovima, Swarm već godinama bilježi visokoenergetske čestice nad jednim drugim, kronično problematičnim područjem: Južnoatlantskom anomalijom (South Atlantic Anomaly, SAA). To je golema regija iznad južnog Atlantika i dijela Južne Amerike u kojoj je Zemljino magnetsko polje značajno slabije nego drugdje, pa unutarnji pojas Van Allenova zračenja silazi mnogo bliže površini planete.

U tom području sateliti u niskoj orbiti prolaze kroz “džep” pojačanog zračenja. Razlog je geometrija Zemljina magnetskog dipola, koji nije savršeno centriran u odnosu na os rotacije. Posljedica je da su linije magnetskog polja u području SAA razrijeđenije i manje učinkovite u odbijanju nabijenih čestica. Rezultat: veći tok protona koji dopire do visine tipične orbite misija poput Swarma ili Međunarodne svemirske postaje.

Podaci Swarma pokazali su da se SAA tijekom posljednjih godina mijenja – raste, pomiče se i mijenja unutarnju strukturu, što upućuje na složenu dinamiku u Zemljinoj jezgri i plaštu. Znanstvenici koriste ove informacije kako bi poboljšali modele magnetskog polja i bolje predvidjeli kako će se u budućnosti razvijati područja pojačanog zračenja. Za operatore satelita to znači mogućnost preciznijeg planiranja prolaska kroz anomaliju, optimizacije orbita i zaštite elektronike.

Zašto je ova oluja važna za buduće misije

Studenjski događaj 2025. idealan je primjer kako kombinacija različitih misija i instrumenata pruža složenu, ali iznimno vrijednu sliku jednog svemirskog vremenskog događaja. SMOS je, primjerice, registrirao snažan solarni radio-izboj gotovo 14 sati prije udara CME-a, Swarm je mjerio magnetske fluktuacije i tok protona, a misije poput SOHO-a, Solar Orbiter-a i BepiColomba pratile su razvoj oluje u međuplanetarnom prostoru.

Istovremeno, analiza ovakvih događaja naglašava ograničenja sustava ranog upozorenja. Sadašnji sateliti koji se nalaze u blizini Lagrangeove točke L1 daju operaterima tek dvadesetak minuta upozorenja između detekcije nadolazećeg CME-a i njegova udara u Zemljino magnetsko polje. ESA stoga razvija novu generaciju misija za praćenje svemirskog vremena, poput satelita Vigil koji će s položaja L5 promatrati Sunce sa strane i ranije otkrivati potencijalno opasne izboje.

Za istraživanje svemira izvan sigurnog okrilja Zemljina magnetskog štita – prema Mjesecu, Marsu i dalje – razumijevanje ponašanja visokoenergetskih protona i učinkovitosti magnetske zaštite planeta postaje pitanje sigurnosti posada i trajnosti opreme. Svaki događaj poput studenjske oluje 2025. služi kao prirodni “stres-test” naših modela i tehnologija.

Za širu javnost, najvidljiviji trag oluje ostaju spektakularne aurore koje su se ovoga puta spustile neuobičajeno daleko prema jugu, pružajući stanovnicima Europe, pa i Mediterana, rijetku priliku da kroz nekoliko sati gledaju kako Sunčeva aktivnost crta svjetlosne zavjese visoko iznad horizonta. Za znanstvenike i inženjere, važniji je tihi zapis u telemetriji Swarma i drugih misija – podaci koji će narednim godinama pomagati u razvoju preciznijih prognoza svemirskog vremena i robusnijih svemirskih sustava.

Misija Swarm, zamišljena prije više od desetljeća kao “magnetni stetoskop” za Zemlju, tako je u studenome 2025. pokazala da može biti i osjetljivi dozimetar za visokoenergetske protone. U vremenu kada solarni maksimum pojačava rizike za satelite, komunikacije i buduće ljudske misije u duboki svemir, svaki takav dodatni izvor podataka postaje neprocjenjiv alat za razumijevanje i zaštitu našeg tehnološkog društva.