Les signaux d’emplacement rayés sur Terre par les satellites GPS étaient éteints par des centaines de pieds pendant la tempête solaire de Gannon En mai de l’année dernière, et la perturbation a duré jusqu’à deux jours dans certaines régions américaines, a révélé une nouvelle étude. La panne a fait des ravages dans le secteur agricole, qui a subi des pertes de plus de 500 millions de dollars.
Une succession d’éruptions solaires puissantes au début du mois de mai de l’année dernière a déclenché la tempête solaire la plus puissante pour frapper la Terre en 20 ans. Plus tard, nommé d’après la scientifique du temps décédé, Jennifer Gannon, la tempête solaire a produit des aurores impressionnantes visibles aussi loin au sud que le Mexique, le Portugal et l’Espagne. Il a également fait passer le GPS à détraquer pendant des jours.
Les agriculteurs de l’American Midwest, à l’époque au sommet de la saison de plantation, ont rapporté leurs tracteurs guidés par GPS agissant comme s’ils étaient « possédés » pendant la tempête, selon des comptes. Une nouvelle étude a désormais quantifié la taille de ces erreurs GPS non seulement au sommet de la tempête, mais aussi à ses conséquences lorsqu’une aurore persistante a continué à fausser les signaux GPS.
Une équipe de chercheurs de l’Université de Boston a utilisé des données de près de 100 récepteurs GPS fixes à haute précision dispersés aux États-Unis qui forment un réseau de recherche sismique qui mesure les mouvements des plaques tectoniques. Il s’avère que le réseau est également parfaitement adapté pour étudier les effets météorologiques de l’espace dans l’ionosphère terrestre, une couche d’air chargé électrique a trouvé 30 miles (48 kilomètres) au-dessus de la Terre. Les effets des tempêtes solaires sur l’ionosphère peuvent affecter les lectures des récepteurs GPS.
« Les récepteurs GPS travaillent en supposant que l’ionosphère a une densité de plasma uniforme », a déclaré à Space.com Waqar Younas, chercheur en physique de l’espace à l’Université de Boston et auteur principal du journal. « Mais une tempête solaire crée des irrégularités dans l’ionosphère et lorsque le signal traverse les couches ionosphériques, il fait pousser des erreurs. »
Lorsqu’une tempête solaire frappe, les particules solaires chargées qu’elle apporte avec elle chauffent et perturbent l’ionosphère. Alors que les signaux faibles des satellites de positionnement mondial passent à travers cette région soudainement turbulente, ils se font rejeter la voie.
Étant donné que les récepteurs GPS fixes du réseau de recherche sont fermement attachés au sol, tout changement dans leurs données de positionnement ne pourrait être que le résultat de la turbulence dans l’ionosphère. Les mesures de ce réseau GPS scientifique ont révélé l’ampleur de ces erreurs avec une grande précision et ont permis aux chercheurs de reconstruire ce qui s’était déroulé dans l’ionosphère pendant la tempête.
« En mesurant la perturbation du signal, nous pouvons dire la structure du plasma dans la haute atmosphère », a déclaré à Space.com Toshi Nishimura, professeur de physique spatiale et co-auteur de la nouvelle étude.
L’analyse des données a révélé que la tempête a créé un «mur de plasma ionosphérique», s’étendant sur le continent nord-américain. Ce mur a jeté des signaux GPS jusqu’à 230 pieds (70 mètres) dans les États centraux américains, avec des erreurs plus petites jusqu’à 65 pieds (20 m) signalées dans les parties sud-ouest du pays.
La perturbation de pointe a duré environ six heures le 10 mai 2024, mais les choses sont restées instables jusqu’à deux jours, a montré l’étude. Après que l’ionosphère secouée ait commencé à se calmer, les lumières aurorales déclenchées par la tempête ont provoqué de nouvelles perturbations GPS alors que les particules chargées de l’espace ont traversé l’atmosphère le long des lignes de champ magnétique perturbées. Le réseau de récepteurs GPS a montré des erreurs jusqu’à 30 pieds (10 m) pour la durée de ces aurores.
Le comportement erratique des machines agricoles guidés par le GPS causés par la tempête solaire Gannon a coûté plus de 500 millions de dollars aux agriculteurs américains dans le Midwest américain, selon Terry Griffin, professeur d’économie agricole à la Kansas State University.
« En raison de la tempête de Gannon, la plantation de maïs a été retardée parce que nos planteurs étaient principalement inopérants », a déclaré Griffin à Space.com. « Actuellement, environ 70% des hectares plantés aux États-Unis comptent sur des équipements qui utilisent des conseils automatisés GPS pour agrandir les lignes parallèles directes à travers le terrain. Nous n’avons même plus de marqueurs de route physiques, et l’équipement est devenu plus grand au point que nous ne pouvons plus fonctionner lorsque le GPS est enlevé. »
Mais l’agriculture n’a pas été la seule victime du chaos GPS induit par les conditions météorologiques. Les avions s’appuient sur le GPS non seulement pour suivre leur chemin, mais surtout pour connaître leur altitude précise pendant l’atterrissage. Les erreurs pouvant aller jusqu’à quatre mètres peuvent être compensées, selon Nishimura. Mais la perturbation des 10 et 11 mai de l’année dernière était « bien au-delà de cette fenêtre de tolérance », a déclaré Nishimura.
La tempête solaire de Gannon a peut-être été la plus forte en deux décennies. Mais cela n’a fourni qu’un faible goût de ce dont le soleil est capable. Le pire scénario fréquemment discuté est le soi-disant événement de Carrington – une tempête qui a frappé la Terre en 1859, éliminant les services télégraphiques du monde entier. Une tempête de cette force aujourd’hui aurait sans aucun doute des conséquences de grande envergure dans le monde.
« Pendant la tempête de Gannon, nous avons vu l’impact le plus intense dans les régions centrales des États-Unis », a déclaré Nishimura. « Mais pour un événement de la taille d’un Carrington, nous verrions des perturbations sur tout le continent et des erreurs si importantes que le signal serait inutilisable. »
Waqar dit qu’à l’avenir, les prévisions en temps réel des perturbations ionosphériques associées à des prévisions dirigés par l’IA des irrégularités du signal GPS pourraient aider à corriger les erreurs à mesure qu’une tempête progresse.
L’étude a été publiée dans la revue JGR-Space Physics le 9 juin.
Cet article a été initialement publié sur Space.com.
