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2012年9月22の真夜中、マンハッタンの上空が ゆらめく色とりどりの光のカーテンで埋めつくされる。 これほど南でオーロラを見たことのあるニューヨーカーは少ないが、 その魅惑は長くは続かない。
数秒以内に、電球が暗くなり、ちらつき、それから一瞬だけ異常に明るくなる。 そして、その州の全ての照明が消える。 90秒以内に、アメリカの東半分の地域全体が電力を失う。
1年後、数百万のアメリカ人が死に、国家基盤は崩壊する。 世界銀行はアメリカを発展途上国と宣言する。 欧州、スカンジナビア、中国、そして日本も、同じ宿命的な事象 ――1億5千万キロメートル離れた太陽の表面での強烈な嵐―― から立ち直ろうと奮闘する。
確かに、太陽は地球にそのような完全な大災害を引き起こせてはいない。 だが、NASA が出資し、今年の1月に US National Academy of Sciences (NAS) が発行した驚くべきレポートは、 それが起こり得ると主張する。
我々の現代的な生活と技術への依存とは、 無意識のうちに我々を尋常ではない危険に曝している： 太陽の表面から噴出したプラズマボールは電力網を一掃し、 破局的な結果をもたらし得る。
どれほど破局的かの予測は、ぞっとするような読み物を作る。 「我々は起こり得る破局の淵へとどんどん近付いている。」と、 Boulder の University of Colorado に基盤を置く宇宙天候専門家で、 そのレポートに責任を持つ NAS 委員会の委員長である、 Daniel Baker は言う。
太陽の表面は、その一部が表面から逃れて太陽風として宇宙を旅する、 渦巻く大量のプラズマ ――高エネルギー荷電粒子―― である。 時折、太陽風はプラズマの十億トンの滴 ――コロナ質量放出として知られている火の玉―― を運ぶ (下の「地球に地獄が来る時」を参照)。 それが地球の磁気シールドに当たると、 その結果はまさに破壊的なものとなり得る。
大気圏へのプラズマの侵入は地球の磁界に急激な変動を引き起こし、 さらに、電力網の長いワイヤに電流を誘起させる。 電力網は直流電流を扱うように作られていない。 最大の危険は 輸送電圧から家庭向けに便利な電圧に電力を変換するために用いられている 昇圧／降圧変圧器にある。 増大したDC電流は変圧器の磁芯を飽和させる強い磁界を発生する。 その結果は、それを急速に加熱して熔融させる、変圧器の銅線内の逸走電流である。 これは、まさに、600万の人々が電力なしで9時間を過ごすことになった、 1989年3月にケベックのカナダ人居住地で生じたことである。 だが、物事は、それよりも遥かに、遥かに悪くなり得る。
‥‥ 電力網の、我々の生存を支えるシステム ――上水と汚水処理、スーパーマーケット配送基盤、発電所制御、 金融市場、そして電力に依存するその他の多くのもの―― との相互依存。 ‥‥ Carrington 事象 (1859年の、赤道地域に達する魅力的なオーロラ) の報告で、世界が見たことがないそのような破局を生じ得るのは明らかである。
NAS レポートによると、 それが「大規模磁気嵐シナリオ」と呼ぶものの影響は2兆ドルに達し得る。 そして、それは嵐の後の最初の年だけである。 NAS は復旧期間を4年から10年としている。 アメリカが立ち直るかどうかさえ疑問である。
European Space Agency の宇宙天候チームを率いる Mike Hapgood は、 「私は NAS レポートが不安を煽るものであるとは考えない」と言う。 Green は同意する。 「科学者らは気質的に保守的であり、このグループは実に思慮深い。」 と彼は言う。 「これは公平でバランスの取れたレポートである。」 欧州にも充分な備えはない。 欧州においては宇宙天候問題への対処の責任は「とても断片化している」 と Hapgood は言う。
欧州の電力網は高度に相互接続されており、連鎖障害に極度に弱い。
地球に地獄が来る時
厳しい宇宙天候事象は、 太陽表面の特に激しい磁界を示すものである黒点の出現としばしば一致する
太陽の上層大気中での荷電粒子の無秩序な動きは、 のたうち、よじれ、回転し、そして時に折れて 「再結合」として知られているものの中で自ら再構成する、磁界を生じる。 この再結合現象は強烈なものであり、 「コロナ質量放出」 (CME) の中の十億トンのプラズマを放出し得る。
もし地球へ向けて放出されれば、 そのプラズマボールは宇宙を旅するあいだに加速し、 その強烈な電磁界は地磁気と相互作用するであろう。 そして、いくつかのことが起き得る。 もしそれらの磁界が同じ方向を向いていれば、それらは互いの周囲を滑る。 最悪のシナリオでは、特に強力な CME の磁界が地球の磁界と逆になるとき、 よりドラマチックなことになる。 「地球はそのプラズマに対処できない」と、 NASA の惑星部門の長である James Green は言う。 「その CME は缶切りのように地磁気を切り開き、物質が注ぎ込まれる。」 太陽の活動は11年程度ごとに強まったり弱まったりし、 太陽黒点の出現は同じサイクルに従う。 現在、太陽は平穏な状態にある。 「我々は牧歌的な夏の日のようなものの中にいる。 太陽は静かで優しく、100年のあいだで最も静かである」 と、European Space Agency の気象チームの議長の Mike Hapgood は言う。 「だが、それは変化し得る。」 次の太陽活動極大期は、2012年と予測されている。
(Extracted from "Gone in 90 Seconds" by Michael Brooks,
New Scientist, 21 March 2009, pp 31-35, www.newscientist.com.
The report mentioned is:
"Severe Space Weather Events-Understanding Societal and Economic Impacts:
A workshop report", http://www.nap.edu/catalog.php?record_id=12507.)
(Other recent articles on this subject include
"The 2012 Apocalypse - And How to Stop It" by Brandon Keim,
Wired Science, 17 April 2009,
http://www.wired.com/wiredscience/2009/04/2012storms/, and
"2012: The Year Of Looming Solar Disaster, When Civilization Devolves?"
by Brian Dipert, EDN, 5 May 2009,
http://www.edn.com/blog/400000040/post/1810044181.html?nid=3351&rid=9249788.)
(編集者註：
バナナの皮 No.448 は、
http://www.empcommission.org/docs/A2473-EMP_Commission-7MB.pdf
から入手できる、先進国に住んでいる
我々の生活のほとんど全ての側面が依存していることがわかった
高圧配電変圧器に対する損害のみによって、
多数の死者と市民社会の崩壊とともに、１個の空中爆発核爆弾が、
どのようにしてアメリカ ――あるいは任意の先進国―― を
鉄器時代へと押し戻すかを述べている、米国議会報告について議論している。
予備の高圧変圧器を用意している者はなく、
必要な全てのサービスをすぐに利用できる
――高圧網がダウンしたならばそうではないだろう――
としても、その製造には少なくとも1年を要する。
そして、利用できる網の電力なしで、
発電所をどのようにして始動すれば良いのだろうか？
400MW 発電機をジャンプスタートさせるために必要な 100MW を
どこへ行けば見つけられるであろうか？
少なくとも、その確信を正当化できるかどうかは別として、
我々の国の上での空中核爆発を避けることはできると信じている。
だが、世界中のほとんどの高圧網を破壊するであろう、
明日起こるかも知れず、そしていずれは起きることが確実な、
1859年の Carrington 事象のようなコロナ質量放出を止める方法はない。)
電子システムの主な構成要素は集積回路 (IC) である。
チップ間の通信速度は高速化しており、 2010年には、チップ上の 15GHz のクロックとともに、 10GHz に達すると予測されている。
この予測によれば、論理閾値は低くなり、ノイズマージンは低下し、 そして IC は干渉により弱くなるであろう。 より高速なスイッチング・エッジのために放射性エミッションは増加し、 それに付随するエネルギーは より高い周波数まで拡がる高調波スペクトラムとして増加するであろう。
次のディケードのあいだ、 潜在的な妨害源と被害者の数と多様性は指数的に増加し、 干渉のリスクの天文学的な増大をもたらすことになる。 結果的に、この干渉の制御がシステム設計の鍵となる。
市場は、干渉から免れていて EMC に対応する、 安全で、セキュアで、高信頼で、安価な製品を必要とする。 このゴールの達成のためには、 コンポーネント、相互接続、そしてサブシステムのエミッションを低減し、 イミュニティを押し上げる、新たな手法とツールを開発しなければならない。 将来の電磁環境は、立法と、 新たな試験法、周波数帯、そして限度の標準化によって管理されなければならない。
EMC 設計
高速デジタルのライフスタイル (デジタル・ラジオ／テレビ、 インターネット、そして新たなアプリケーションとサービス) は急速に成長している。
2010年には、全ての製品にデジタル技術が組み込まれるであろう。 マルチメディア製品は、 ラジオ、テレビ、PC、そしてワイヤレス機能を組み合わせる。 デバイスのそのような集約は、自己汚染のリスクを増大させるだけである。 ワイヤレス・デバイスの人気の爆発的成長は、 より大きな干渉の課題をもたらすであろう。 家庭内デジタル有線／無線ネットワークは、 伝統的ではない EMI のシナリオを引き起こすであろう。
出荷までの時間と製品のライフサイクルは、ますます短くなっている。 消費者向け電子機器については、市場の最初の6ヶ月が最も収益性が良い。 もし製品の立ち上げが遅れれば、 その生涯の収益の相当の割合が失われるかも知れない。
EMI 問題は、製品の創造のクリティカルパスに沿った スピーディーな動きを妨げ得る。
再設計のリスクは低減しなければならず、 設計効率は向上させなければならない。 エミッションの低減とイミュニティの向上のために より良い設計手法が必要である。
可能性があるものには、シミュレーション／診断ツール、新しい設計ルール、 そして CAD ツール内のエキスパート・システムが含まれる。
チップ、パッケージ、ボード、ケーブル、モジュール、 エンクロージャ、そしてシステムのレベルでの、 最適な費用効果でのテクノロジの組み込みを達成するために、 総合的な EMC 設計アプローチが必要である。 有効などのようなアプローチも、シグナルインテグリティ (SI)、 熱、ソフトウェア、そしてコストを考慮しなければならない。
EMC 標準化
改善のための重要な領域は以下のものを含む： 高クロック周波数の製品、デジタル変調テクニック、 そして有線／無線通信デバイスの開発のためには、 さらなる、そしてより厳格な EMC 規則が策定されなければならない。 家庭、職場、工場、そして車両内の中のマイクロプロセッサの数の増加は、 干渉問題の増加をもたらすであろう。 より高い周波数のための新たなエミッション／イミュニティ試験法 (モード撹拌チャンバー、全無響室など) を開発しなければならない。 既存の EMI 限度の再評価は、 その変更が電気環境の変化を考慮すれば正当化される。 EMC 専門家は、将来の EMC 限度の導出の基礎として使用できるような、 無線サービスのための規定された保護レベルのデータベースを開発しなければならない。
デジタル・ラジオ・サービスは、広帯域と狭帯域の干渉に対して、 アナログ・サービスのそれとは異なる許容度を持つ。
デジタル・ラジオ／テレビ製品のための干渉限度と試験法の決定に際して、 それらの違いの影響を調査する、緊急の必要性がある。
デジタル EMC 問題の解決は、次のディケードでの大きな課題となるであろう。
ネットワークと設備の EMC は 現在の多数の EMC 規格の「ミッシング・リンク」を構成するであろう。 有線の家庭用ネットワークの多くは既存の電力や電話の配線を用い、 協調なしでは、そのような構成は EMC 問題をもたらすであろう。
電磁安全
製品安全問題に対処しなければならない。 全ての電子デバイスは電磁干渉によって引き起こされるエラーや誤動作を被る。 エラーが傷害やユーザーの健康への危険をもたらし得る場合、 EMC に対する機能安全の視点が必要である。 その不備は、消費者を危機にさらし、 製造業者を製造者責任訴訟、製品のリコール、逆宣伝効果、 そして消費者の信頼の喪失を含む金銭的なリスクに無防備なままとする。 実際、次の理由から、 EMI 関連機能安全の不備によって引き起こされるリスクは増加している：
現在、EMC 関連機能安全問題を適切に管理する 公表された安全／EMC 規格はない。
(Extracts from: "Towards an EMC Technology Roadmap",
by Marcel Van Doorn, Technology & Strategy Manager of
the Philips Electromagnetics & Cooling Competence Center,
http://www.interferencetechnology.com/articles/articles/article/towards-an-emc-technology-roadmap.html.
The brochure: "Vision 2020:The EMC Technology Roadmap"
may be downloaded from www.emc-esd.nl, link:ETN-SEE.)
これは、EMC+Compliance Journal に掲載された記事を T. Sato が翻訳したものです。 この翻訳については、原著者らはいかなる責任も持ちません。 これについての意見、質問などは VEF00200@nifty.com (T.Sato) 宛にお送り下さい。
Last update: 2009-07-12