Geçtiğimiz yıl Mayıs ayında yaşanan ve 'Gannon Güneş Fırtınası' olarak adlandırılan güçlü güneş fırtınası, GPS uydularından Dünya'ya gönderilen konum sinyallerini yüzlerce feet (yaklaşık 70 metre) saptırdı. Yeni bir araştırmanın ortaya koyduğu üzere, bu aksaklık ABD'nin bazı bölgelerinde iki güne kadar sürdü ve tarım sektöründe yarım milyar doların üzerinde zarara yol açtı.
Geçtiğimiz yılın Mayıs ayı başlarında meydana gelen bir dizi güçlü güneş patlaması, son 20 yılın en şiddetli güneş fırtınasını tetikledi. Daha sonra vefat eden uzay hava bilimcisi Jennifer Gannon'ın adıyla anılan bu fırtına, Meksika, Portekiz ve İspanya'ya kadar güneyde görülebilen muhteşem auroralara (kutup ışıkları) neden oldu. Ancak güzelliğinin yanı sıra, GPS sistemlerini de günlerce felç etti.
ABD'nin Orta Batı bölgelerindeki çiftçiler, o dönemde ekim sezonunun zirvesindeydiler. GPS rehberli traktörlerinin fırtına sırasında "cinlenmiş gibi" davrandığını bildirdiler. Yeni bir çalışma, sadece fırtınanın zirvesinde değil, aynı zamanda fırtına sonrası devam eden auroraların GPS sinyallerini bozmaya devam ettiği süreçte de bu GPS hatalarının ne kadar büyük olduğunu nicel olarak belirledi.
Bir araştırma ekibi, ABD genelinde yeryüzü hareketlerini ölçen bir sismik araştırma ağını oluşturan yaklaşık 100 yüksek hassasiyetli, sabit GPS alıcısından elde edilen verileri kullandı. Bu ağın, Dünya'dan 48 kilometre yukarıda bulunan, elektrik yüklü bir hava tabakası olan iyonosferdeki uzay havası etkilerini incelemek için de mükemmel bir şekilde uygun olduğu ortaya çıktı. Güneş fırtınalarının iyonosfer üzerindeki etkileri, GPS alıcılarının okumalarını doğrudan etkileyebiliyor.
Araştırmacılar, GPS alıcılarının iyonosferin tekdüze bir plazma yoğunluğuna sahip olduğu varsayımıyla çalıştığını belirtiyor. Ancak bir güneş fırtınası, iyonosferde düzensizlikler yaratarak sinyallerin iyonosferik katmanlardan geçerken hatalara yol açtığını ifade ediyorlar.
Bir güneş fırtınası çarptığında, beraberinde getirdiği yüklü güneş parçacıkları iyonosferi ısıtarak ve bozarak hareketlenmesine neden olur. Küresel konumlandırma uydularından gelen zayıf sinyaller, aniden türbülanslı hale gelen bu bölgeden geçerken yollarından saparlar.
Araştırma ağındaki sabit GPS alıcıları yere sıkıca bağlı olduğundan, konumlandırma verilerindeki herhangi bir değişiklik yalnızca iyonosferdeki türbülanstan kaynaklanabilir. Bu bilimsel GPS ağından elde edilen ölçümler, bu hataların ölçeğini büyük bir doğrulukla ortaya koydu ve araştırmacıların fırtına sırasında iyonosferde neler olup bittiğini yeniden inşa etmelerini sağladı.
Verilerin analizi, fırtınanın Kuzey Amerika kıtası boyunca uzanan "bir iyonosferik plazma duvarı" oluşturduğunu ortaya koydu. Bu duvar, ABD'nin orta eyaletlerinde GPS sinyallerini 70 metreye kadar saptırırken, ülkenin güneybatı bölgelerinde 20 metreye kadar daha küçük hatalar rapor edildi.
Araştırma, en yüksek aksaklığın 10 Mayıs 2024'te yaklaşık altı saat sürdüğünü, ancak durumun iki güne kadar çalkantılı kaldığını gösterdi. Sarsılan iyonosfer sakinleşmeye başladıktan sonra, fırtınanın tetiklediği auroral ışıklar, uzaydan gelen yüklü parçacıkların bozulan manyetik alan çizgileri boyunca atmosfere sızmasıyla daha fazla GPS aksaklığına neden oldu. GPS alıcı ağı, bu auroralar süresince 10 metreye kadar hatalar gösterdi.
Gannon güneş fırtınasının neden olduğu GPS rehberli tarım makinelerinin düzensiz davranışı, ABD Orta Batı'daki çiftçilere 500 milyon dolardan fazla maliyet getirdi. Uzmanlar, fırtına yüzünden mısır ekiminin ertelendiğini, çünkü ekim makinelerinin çoğunun çalışmadığını belirtiyor. Bugün ABD'de ekilen arazilerin yaklaşık %70'i, tarlada düz paralel çizgiler oluşturmak için GPS otomatik rehberliğini kullanan ekipmanlara bağımlı durumda. Artık fiziksel yol işaretleri bile kullanılmadığı için, GPS devre dışı kaldığında ekipmanları çalıştırmak imkansız hale geliyor.
Ancak uzay kaynaklı bu GPS kaosu sadece tarım sektörünü etkilemedi. Uçaklar da sadece rotalarını takip etmekle kalmayıp, özellikle iniş sırasında kesin irtifalarını bilmek için GPS'e güveniyorlar. Uzmanlar, dört metreye kadar olan hataların telafi edilebileceğini belirtiyor. Ancak geçtiğimiz yıl 10 ve 11 Mayıs'taki aksaklık, bu tolerans penceresinin çok ötesindeydi.
Gannon güneş fırtınası son yirmi yılın en güçlüsü olabilir, ancak Güneş'in gerçekte neler yapabileceğinin zayıf bir tadını verdi. Sıkça tartışılan en kötü senaryo, 1859'da Dünya'yı vuran ve dünya çapındaki telgraf hizmetlerini sekteye uğratan "Carrington olayı" olarak biliniyor. Böyle bir şiddetteki bir fırtına bugün şüphesiz dünya genelinde geniş kapsamlı sonuçlara yol açacaktır. Araştırmacılar, Carrington büyüklüğündeki bir olayda, kıta genelinde aksaklıkların ve sinyalin kullanılamaz hale geleceği kadar büyük hataların görüleceğini belirtiyorlar.
Gelecekte, iyonosferik bozulmaların gerçek zamanlı tahmini ile yapay zeka destekli GPS sinyal düzensizliği tahminlerinin, bir fırtına ilerledikçe hataların düzeltilmesine yardımcı olabileceği umut ediliyor.
Bu çalışma, 9 Haziran'da JGR-Space Physics dergisinde yayımlandı.
