Pojęcie czarnego łabędzia (ang. Black Swan Event) stworzył Nassim Nicholas Taleb i odnosi się do niespodziewanego wydarzenia, które jest bardzo trudno przewidzieć, a z którym jednocześnie łączą się katastrofalne skutki. Przykładem może być pandemia koronawirusa, z którą pomógł nam częściowo uporać się Internet, gdy systemy wideokonferencyjne przejęły rolę tradycyjnych spotkań. Jest jednak inne zagrożenie, tym razem dla Internetu, którego efekty mogą być tragiczne dla naszej cywilizacji. Są nim superburze słoneczne, mogące powodować lokalne i globalne skutki dla infrastuktury, trwające nawet kilka miesięcy. Okazuje się, że szczególnie zagrożone są podmorskie kable telekomunikacyjne.
Burzę słoneczną, czyli koronalny wyrzut masy, stanowi ogromna masa silnie namagnesowanych cząstek emitowanych przez Słońce. Oprócz spektakularnych zórz polarnych, cząsteczki te powodują indukowanie na powierzchni Ziemi prądów o wartości 100-130 A, które mogą przedostać się do instalacji telekomunikacyjnych i elektroenergetycznych.
Do największych zarejestrowanych zdarzeń tego rodzaju doszło w 1859 i 1921 roku, na długo przed erą Internetu. Wywołały one istotne uszkodzenia sieci telegraficznej, uniemożliwiając przez wiele godzin łączność w Ameryce Północnej i Europie. Niedawno przeprowadzono badanie, w którym przeanalizowano ryzyko, jakie spowodowałoby zdarzenie o podobnej skali dla dzisiejszej sieci elektroenergetycznej w Stanach Zjednoczonych. Wykazało ono, że w jego rezultacie 20-40 mln ludzi może być pozbawionych zasilania nawet przez dwa lata, a całkowite koszty finansowe wyniosą 0,6-2,6 biliona dolarów.
W 1989 roku w prowincji Quebec burza słoneczna o mniejszej skali spowodowała ponad 200 problemów z siecią elektroenergetyczną, odcinając dostawy energii elektrycznej do ponad sześciu milionów ludzi na dziewięć godzin. Wstrzymała też na trzy godziny pracę giełdy w Toronto, zakłócając działanie komputera, który miał być odporny na tego rodzaju sytuacje.
Prawdopodobieństwo wystąpienia takich ekstremalnych zjawisk szacuje się na 1,6 do 12 proc. na dekadę. Zmienia się ono w zależności od cyklu aktywności Słońca, występującego w okresach krótszych – 11-letnich oraz dłuższych – 80-100-letnich.
Telekomunikacyjny kabel podmorski o przepustowości 10 Gb/s i długości 9 tys. km wymaga zasilania o napięciu około 11 kV i 130 wzmacniaczy zasięgu rozmieszczonych co 50-150 km. Wzmacniacze wymagają do pracy prądu 1 A, więc są podatne na uszkodzenia podczas burzy słonecznej. Już awaria jednego ze wzmacniaczy mocno ogranicza przepustowość kabla. Ekonomiczne skutki jednodniowych zakłóceń w dostępie do Internetu w USA szacuje się na 7 mld dolarów, podczas gdy ten sam wpływ w wyniku awarii sieci elektrycznej – na ponad 40 mld.
Na skutki burz słonecznych są narażone nie tylko długodystansowe połączenia telekomunikacyjne, ale również usługi takie jak np. satelitarny serwis internetowy Starlink firmy SpaceX. Przekaźniki satelitarne tego dostawcy orbitują na trzech wysokościach: 340 km (docelowo 7500 satelitów), 550 km (docelowo 1600 satelitów) oraz 1150 km (docelowo 2800 satelitów). Podczas pojedynczego startu rakiety Falcon 9 na orbitę jest wynoszone 60 urządzeń.
Współcześnie istnieje ścisła współzależność pomiędzy sieciami energetycznymi i sieciami telekomunikacyjnymi. Inteligentne sieci elektroenergetyczne opierają się albo na własnych dedykowanych sieciach WAN lub publicznym Internecie. W związku z tym coraz częściej awarie sieci elektroenergetycznych, Internetu i innych łączy komunikacyjnych będą ze sobą ściśle powiązane.
Rzadkość występowania czarnych łabędzi powoduje, że bardzo trudno jest zabezpieczyć się w stu procentach przed ich wystąpieniem. Intensywny rozwój technologii w ostatnich latach powoduje coraz ściślejszą współzależność elektroenergetyki i telekomunikacji oraz ich rosnący wpływ na ciągłość, niezawodność i bezpieczeństwo funkcjonowania gospodarek i obywateli.
Nie ma obecnie modeli obliczeniowych dotyczących kompleksowych skutków różnego rodzaju burz słonecznych na nasze otoczenie. Ponieważ ostatnia silna burza słoneczna wystąpiła nieco ponad 30 lat temu, kolejna może zdarzyć się już wkrótce. Warto mieć tego świadomość i zabezpieczać się przed takimi zdarzeniami w najlepszy dostępny sposób. Zwłaszcza, że w efekcie pandemii koronawirusa znacznie więcej działań realizujemy w sposób zdalny, stając się coraz bardziej uzależnionymi zarówno od energii elektrycznej, jak i łączy telekomunikacyjnych. Ostatnia awaria Facebooka pokazała, że nawet kilkugodzinny brak dostępu do globalnych platform społecznościowych powoduje istotne skutki dla operatorów telekomunikacyjnych oraz działalności milionów firm na świecie.
