Schwankungen des Weltraumwetters stören Zugsignale und verursachen erhebliche Verzögerungen. Ein Projekt, das die Auswirkungen von Sonnenstürmen auf Eisenbahnsignale untersucht, wird diese Woche auf dem National Astronomy Meeting (NAM 2022) von Cameron Patterson, einem Ph.D. Studentin an der Lancaster University.
Die Tendenz der Sonne, die Technologie auf der Erde sowie im Weltraum zu beeinflussen, wird als Weltraumwetter bezeichnet. Bei Eisenbahnen können elektrische Ströme, die durch Sonnenaktivität in der Erde verursacht werden, den normalen Betrieb von Signalen stören und grüne Signale auf rot umschalten, selbst wenn kein Zug in der Nähe ist.
Patterson sagt: „Die meisten von uns haben schon einmal die gefürchteten Worte gehört: ‚Ihr Zug hat Verspätung aufgrund eines Signalausfalls‘, und während wir diese Fehler normalerweise mit Regen, Schnee und Laub auf der Strecke in Verbindung bringen, haben Sie vielleicht nicht daran gedacht dass die Sonne auch Eisenbahnsignale ausfallen lassen kann.“
Um den Standort von Zügen zu verfolgen, wird eine Eisenbahnlinie in kleine, aufeinanderfolgende Segmente, sogenannte „Blöcke“, mit einer durchschnittlichen Länge von 1–2 km aufgeteilt. Jeder Block ist mit einem Signal verbunden, das Ihnen mitteilt, ob sich derzeit ein Zug in diesem Block befindet. Die Signale werden von Relais gesteuert, die Ströme im System erkennen. Gleichbedeutend mit Ampeln werden die Signale grün, wenn der Block leer ist und ein Strom erkannt wird, oder rot, wenn der Block belegt ist und kein Strom erkannt wird.
Sonnenstürme können das Gleichgewicht der Ströme verschieben, die die Lichtsignale auf Zuglinien steuern, wodurch Lichter klare Abschnitte als mit einem roten Licht besetzt anzeigen. Beweise zeigen, dass stärkere Sonnenstürme dazu führen, dass mehr Signale nicht mehr funktionieren, wodurch sich die Verspätung des Zuges erhöht.
Ein Forscherteam der University of Lancaster hat die Auswirkungen von Sonnenstürmen auf zwei Segmente des britischen Eisenbahnnetzes untersucht: eine Süd-Nord-Strecke von Preston nach Lancaster und eine West-Ost-Strecke von Glasgow nach Edinburgh.
Technologische Probleme können durch Sonnenstürme unterschiedlicher Stärke auftreten: von mittleren Stürmen mit elektrischen Feldstärken von 2 V/km bis hin zu starken Stürmen mit 4 V/km. In der Vergangenheit wurden entlang von Schienen in Schweden Werte von mehr als 7 V/km gemessen. Schätzungen extremer Sonnenstürme haben Ereignisse mit Stärken von bis zu 20 V/km vorhergesagt.
Interessanterweise zeigen die Ergebnisse, dass selbst bei mäßigen Stürmen Signalausfälle auftreten. Obwohl diese Schätzungen beunruhigend sind, gibt es auch ohne diese extremen Stürme Anlass zur Sorge.
Patterson beschreibt die Zukunft seiner Arbeit: „Wir arbeiten jetzt daran, den Fall zu untersuchen, in dem Züge auf der Strecke vorhanden sind und wie stark ein Sturm sein muss, um ein rotes Signal wieder auf grün zu schalten – ein weitaus gefährlicheres Szenario kann zu Abstürzen führen.“