Wie Sonnenstürme den Verkehr beeinflussen
Geladene Teilchen werden von der Sonne immer wieder auf die Erde geschleudert. Dies könnte zu Störungen im Erdmagnetfeld führen. Doch wie aktuelle Untersuchungen zeigen, können auch Signalanlagen im Zugverkehr darunter leiden.
Selbst kleine Sonnenstürme, die alle zehn bis zwanzig Jahre auftreten, können die Signale der Bahnsignale von Rot auf Grün ändern und so Kollisionsgefahr schaffen. Britische und kanadische Wissenschaftler haben dies durch Computersimulationen nachgewiesen. Der Grund liegt in der Gleisfreimeldeanlage, die Teil des Gleisstromkreises ist. Auf diesen Stromkreis können geomagnetisch induzierte Ströme einwirken, die durch Sonnenstürme erzeugt werden. Viele ähnliche Systeme in Deutschland funktionieren nach dem gleichen Prinzip. Die von Cameron Patterson von der Lancaster University, Lancaster, geleitete Studie wurde in der Fachzeitschrift Space Weather veröffentlicht.
In einer Erklärung von Pattersons Universität wurde Patterson mit den Worten zitiert: „Unsere Untersuchungen zeigen, dass das Weltraumwetter ein ernstes, aber relativ seltenes Risiko für Eisenbahnsignalsysteme darstellt und möglicherweise zu Verzögerungen und noch schwerwiegenderen Sicherheitsbeeinträchtigungen führt.“ Obwohl das Vereinigte Königreich bereits über moderne Systeme zur Erkennung unbesetzter Orbits verfügt Da die Systeme weniger empfindlich auf durch Sonnenstürme verursachte Störungen im Erdmagnetfeld reagieren, seien immer noch ältere, fragile Systeme vorherrschend, schreiben die Autoren der Studie.
Der Zug verursachte einen Kurzschluss auf der Strecke
Für diese älteren Gleisfreimeldeanlagen wurden die Bahnstrecken in sogenannte Streckenblöcke von etwa einem halben Kilometer bis zwei Kilometer Länge unterteilt. Auf der untersuchten Strecke befindet sich am Anfang des Blocks (in Fahrtrichtung gesehen) ein Relais, das von einem Netzteil am Ende des Blocks mit Strom versorgt wird. Befindet sich kein Zug innerhalb des Gleisblocks, wird der Stromkreis auf dem Gleis geschlossen und das Relais erhält Strom; in diesem Fall zeigt das Signal „Grün“ und die Strecke ist frei. Wenn der Zug auf dem Gleis steht, verursachen seine Räder und Achsen einen Kurzschluss: Das Relais erhält keinen Strom und das Signal springt auf „Rot“.
Patterson und Kollegen untersuchten insbesondere die britischen Bahnstrecken zwischen Lancaster und Preston sowie zwischen Glasgow und Edinburgh. Sie haben die Systeme zur Erkennung von Orbitallücken auf diesen Streckenabschnitten in Computermodellen nachgebildet und dann die Ströme im Erdmagnetfeld simuliert, die hochenergetische Teilchen von der Sonne auslösen könnten. Sie stellten fest, dass einzelne Gleisfreimeldesysteme auf der Strecke Lancaster-Preston bei 1,1 Volt pro Kilometer ausfallen könnten, was dazu führen könnte, dass das Gleissignal von Rot auf Grün springt. Auf der Strecke Glasgow-Edinburgh reicht ein Volt pro Kilometer.
Diese Spannung kann durch Sonnenstürme verursacht werden, die laut Langzeitstatistiken voraussichtlich alle ein bis zwei Jahrzehnte auftreten. Bei Sonnenstürmen, die durchschnittlich einmal im Jahrhundert auftreten, kann die Spannung sogar bis zu vier Volt pro Kilometer betragen. Auf diese Weise werden nicht nur einzelne Signale, sondern viele Signale nacheinander eingeklemmt. Allerdings gingen die Forscher in den Simulationen davon aus, dass die Züge auf der Strecke stets kurz vor dem Verlassen des Streckenblocks abfuhren. Je größer der Abstand zwischen dem Relais und der letzten Achse des letzten LKW ist, desto größer ist die Gefahr von Signalstörungen.
Weltraumwettervorhersagen können helfen
Das Risiko einer Signalstörung hängt auch davon ab, wie viele Züge auf der Strecke unterwegs sind. Jim Wilder, Co-Autor der Studie von der Lancaster University, betonte: „In Zukunft könnten Weltraumwettervorhersagen genutzt werden, um Entscheidungen über die Einschränkung des Bahnbetriebs zu treffen, wenn Extremereignisse zu erwarten sind, so wie es derzeit meteorologische Vorhersagen tun.“ Der nächste Schritt werde darin bestehen, die Computersimulationen experimentell zu überprüfen, schreiben die Wissenschaftler.
Ein Beispiel für die Umstellung von Eisenbahnsignalen durch das Weltraumwetter ereignete sich laut Forschern im Juli 1982 in Schweden. Während eines geomagnetischen Sturms wechselt das Signal von Grün auf Rot und wieder zurück auf Grün, auch wenn keine Züge auf der Strecke sind oder andere Fehler vorliegen. Die Autoren der Studie stellten außerdem fest, dass frühere statistische Analysen einen Anstieg der Zahl unerklärlicher Signalausfälle in Zeiten hoher geomagnetischer Aktivität ergaben.
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Quelle: www.ntv.de
