Nie Słońce, lecz supernowa? Szokujący trop w sprawie uziemienia Airbusa A320
Uziemione tysiące A320, chaos w liniach lotniczych, a teraz nowa hipoteza: to nie Słońce, lecz kosmiczny promień mógł oszukać komputer samolotu.
Sytuacja, o której mowa, wydarzyła się 30 października. Airbus A320 linii JetBlue leciał z Cancún do Newark, spokojnie przelatując nad Florydą, kiedy nagle coś poszło bardzo nie tak. Maszyna zaczęła gwałtownie tracić wysokość, a pasażerowie doświadczyli uczucia niemal swobodnego spadania. Piloci zdołali szybko opanować samolot i skierować go do awaryjnego lądowania w Tampie, ale kilkanaście osób skończyło w szpitalu.
Jakiś czas później opisaliśmy tę historię z punktu widzenia linii lotniczych i producenta, koncentrując się na reakcji Airbusa. Producent winą obarczył wtedy intensywne promieniowanie słoneczne, które miało zaburzyć dane w kluczowym komputerze sterującym powierzchniami nośnymi. Mowa o ELAC, jednostce przekładającej ruchy wolantu na wychylenia lotek i steru wysokości. Jednocześnie ogłoszono ogromną akcję serwisową i aktualizację oprogramowania w całej rodzinie A320.
Teraz okazuje się, że to wyjaśnienie może być niepełne. Ekspert od promieniowania kosmicznego, który od dekad bada wpływ zjawisk w przestrzeni na elektronikę samolotów, wskazuje na coś znacznie bardziej subtelnego, niż wybuchy na Słońcu.
Tego dnia Słońce było zbyt spokojne
Clive Dyer, specjalista od pogody kosmicznej i promieniowania z Uniwersytetu w Surrey, od lat śledzi zdarzenia, w których zakłócenia w elektronice statków powietrznych mogą mieć związek z kosmosem. Gdy przeanalizował warunki panujące w atmosferze w dniu incydentu JetBlue, zauważył coś zaskakującego. Okazuje się, że poziom aktywności słonecznej w tym dniu był zupełnie przeciętny. W danych nie ma śladu po takim wzroście promieniowania słonecznego, który mógłby wytłumaczyć poważne zaburzenie pracy systemu sterowania. Stąd wniosek, że źródło impulsu, który popsuł dane w ELAC, trzeba prawdopodobnie szukać gdzie indziej.
Dyer wskazuje na kosmiczne promienie, czyli strumień wysokoenergetycznych cząstek powstających w eksplozjach masywnych gwiazd. Taka cząstka może lecieć przez miliony lat, by ostatecznie uderzyć w atmosferę Ziemi, rozbić się na kaskadę kolejnych cząstek i w końcu trafić w mały fragment układu scalonego w samolocie pasażerskim.
To może być historia o tym, jak pojedyncza cząstka z supernowej potrafi omotać komputer
Promienie kosmiczne to w większości rozpędzone protony, wyrzucane z supernowych i innych ekstremalnych obiektów. Po zderzeniu z molekułami powietrza nad nami powstaje deszcz wtórnych cząstek, m.in. wysokoenergetycznych neutronów, mionów i pozytonów. Na wysokości przelotowej samolotu pasażerskiego, czyli mniej więcej 10 km, ten niewidzialny prysznic promieniowania jest znacznie intensywniejszy niż przy powierzchni Ziemi.
Współczesna elektronika, także ta w samolotach, jest coraz gęściej upakowana. Tranzystory i komórki pamięci są mikroskopijne, a różnica między stanem zero a jeden sprowadza się do obecności lub braku ładunku w maleńkim fragmencie układu. Gdy w takie miejsce trafi wysokoenergetyczna cząstka, może dojść do tzw. pojedynczego zakłócenia zdarzeniowego – pojedynczy bit w pamięci zmienia swój stan.
Czasem efekt jest niezauważalny. Innym razem bit, który się przestawił, należy do krytycznego fragmentu oprogramowania. Wtedy komputer może nagle zacząć liczyć błędnie parametry lotu, wysłać niewłaściwe polecenia do sterów albo po prostu się zawiesić. Dyer podkreśla, że takie zdarzenia mogą nie tylko zmienić wartość jednego bitu, ale w skrajnym przypadku doprowadzić do trwałego uszkodzenia elementu elektronicznego.
W przypadku Airbusa A320 JetBlue dokładny mechanizm nie jest jeszcze publicznie znany, ale opisywany schemat tutaj niewątpliwie pasuje: samolot leci spokojnie, nagle kluczowy dla sterowania komputer zachowuje się niezgodnie z oczekiwaniami, dochodzi do gwałtownego manewru, a potem maszyna wraca pod kontrolę pilotów.
To być może nie pierwszy raz. Widmo lotu Qantas 72
Dyer przypomina, że podobny scenariusz mógł się wydarzyć już wcześniej. W 2008 r. w locie Qantas 72 nad Oceanem Spokojnym doszło do serii dramatycznych nurkowań Airbusa A330. Samolot dwukrotnie samoczynnie opadł, tworząc na kilka sek. warunki bliskie nieważkości. Pasażerowie, którzy nie mieli zapiętych pasów, dosłownie polecieli w górę kabiny, a wielu z nich odniosło poważne obrażenia.
Oficjalne śledztwo wskazało na błędne dane z jednego z czujników i łańcuch problemów w oprogramowaniu. Jednak faktycznego źródła przeskoku w elektronice nigdy nie udało się jednoznacznie ustalić. Dyer, który doradzał w tamtym dochodzeniu, do dziś uważa, że pojedynczy cios promieniowania mógł odegrać tam istotną rolę.
Dzisiejsze Airbusy, wyposażone w jeszcze bardziej złożoną i miniaturową elektronikę, są paradoksalnie potencjalnie nawet wrażliwsze na takie zjawiska. Do tego dochodzi okres podwyższonej aktywności słonecznej: gdy na Słońcu pojawia się silny rozbłysk, poziom wysokoenergetycznych cząstek w atmosferze może znacząco wzrosnąć. W takich momentach prawdopodobieństwo pojedynczych zakłóceń rośnie, a jeśli systemy pokładowe nie są na to odporne, ryzyko poważnych incydentów przestaje być czysto teoretyczne.
Po co więc aktualizować A320?
Nowa hipoteza nie unieważnia wysiłków Airbusa, a raczej je uzasadnia. Niezależnie od tego, czy feralnego dnia nad Florydą dominowały cząstki ze Słońca, czy z odległej supernowej, sedno problemu pozostaje to samo: krytyczny komputer pokładowy okazał się zbyt podatny na impulsy promieniowania. Producent już wprowadza poprawki. W nowszych egzemplarzach wystarczy zmiana oprogramowania ELAC, która ma uszczelnić logikę systemu na wypadek błędnych danych. Starsze maszyny czeka natomiast wymiana całego modułu na nowszy, uzbrojony w bardziej odporne podzespoły i zaktualizowane algorytmy.
Przeczytaj także:
*Grafika wprowadzająca wygenerowana przez AI
