Kaskadinis gedimas yra tarpusavyje sujungtų sistemų būklė, kai vienos dalies ar komponento gedimas gali sukelti gedimą susijusiose sistemos srityse, kurios plinta iki bendro sistemos gedimo. Yra daugybė pakopinių gedimų tipų, kurie gali įvykti natūraliose ir žmogaus sukurtose sistemose, nuo elektros ir kompiuterinių sistemų iki politinių, ekonominių ir ekologinių sistemų. Tyrimų sritis, žinoma kaip sudėtingumo mokslas, bando nustatyti pagrindines tokių nesėkmių priežastis, kad būtų sukurtos apsaugos priemonės, kurios galėtų užkirsti kelią jų atsiradimui ateityje.
Dažnas, tačiau sunkiai nuspėjamas pakopinio gedimo įvykio tipas yra vienas gedimo taškas, kai sugenda vienas komponentas ir nepaaiškinamai atsiranda domino efektas, sukeldamas greitą būklės išplitimą į kitas sistemos dalis. To pavyzdys įvyko 1996 m. JAV, kai Oregono valstijoje sugedo elektros linija ir sukėlė didžiulį elektros tinklo gedimą visose vakarinėse JAV valstijose ir Kanadoje, paveikusią nuo 4,000,000 10,000,000 2003 iki XNUMX XNUMX XNUMX klientų. Sugedus perdavimo linijai, regioninis elektros tinklas suskilo į atskiras perdavimo salas, kurios negalėjo atlaikyti padidėjusios apkrovos, o vėliau taip pat sugedo, todėl sugriuvo visa sistema. Panašus kaskadinis gedimas įvyko JAV vidurio vakarų Ohajo valstijoje XNUMX m., dėl kurio įvyko didžiausias elektros energijos tiekimo nutraukimas JAV istorijoje.
Dažnai pakopinis gedimas apima kelias sistemas, kurios sugenda dėl drugelio efekto, kai, atrodytų, labai mažas įvykis, atsiranda daug didesnis įvykis. To pavyzdys yra DC-10 lėktuvo katastrofa virš Paryžiaus (Prancūzija) 1974 m., kai žuvo visi lėktuve buvę žmonės. Vėliau tiriant avarijos priežastis paaiškėjo, kad krovinių skyriaus durys nebuvo tinkamai pritvirtintos. Tiesiai už tai atsakingas vyras esą nemokėjo anglų kalbos, todėl negalėjo perskaityti instrukcijos, kaip tinkamai pritvirtinti duris.
Krovinių durų techninis projektas leido jas uždaryti visiškai neužsijungus skląsčiams. Lėktuvui pakilus iki 13,000 3,962 pėdų (XNUMX XNUMX metrų), vidinis slėgis privertė duris pasiduoti, o sprogus dekompresija aplink duris, kai jis nupūtė pažeistus hidraulinius valdiklius, dėl kurių pilotai galiausiai prarado visišką oro kontrolę. lėktuvas. Sunku nustatyti pagrindinę tokio pakopinio gedimo priežastį. Ji apima švietimo regionus, vyriausybinę imigrantų samdymo politiką, hidraulikos ir avionikos inžinerinius projektus ir neformalias socialinės paramos sistemas darbo aplinkoje.
Aukštos įtampos sistemų elektros tinklai yra ryškiausias didelių kaskadinių gedimų pavyzdys, tačiau didelėse sistemose gedimai nėra reti. Nuo transporto spūsčių iki rinkos avarijų ar miškų gaisrų, prasidedančių viena kibirkštimi, didelės sistemos gedimai dažnai yra tiesioginė vadinamojo Bizantijos gedimo pasekmė, kai sistemos elementas sugenda neįprastai ir dažnai tęsiasi funkcija ir sugadinti jos aplinką, kol ji visiškai neišsijungia. Tokie įvykiai atskleidžia pagrindinę visų sudėtingų sistemų, aprašytų chaoso teorijoje, būklę, ty jautrią priklausomybę. Tikimasi, kad kiekviena sistemos dalis elgsis tam tikrame parametrų diapazone, o išklydusi už šio diapazono ribų, ji gali pradėti grandininę reakciją, kuri pakeičia visos sistemos elgesį.
Kesslerio sindromas yra vienas iš daugelio pavyzdžių, kai mokslas bando aplenkti kreivę ir numatyti pakopinį gedimą prieš jam įvykstant. Remiantis Donaldo Kesslerio, JAV mokslininko, dirbančio Nacionalinėje aeronautikos ir kosmoso administracijoje (NASA), teorijomis 1978 m., ji brėžia objektų susidūrimo žemoje orbitoje (LEO) padarinius. Tokie susidūrimai laikui bėgant paskatins eksponentinį mažų dalelių skaičiaus padidėjimą LEO, žinomo kaip šiukšlių juosta, todėl kelionės į kosmosą bus daug rizikingesnės nei anksčiau. Nuo 500,000 m. nuolat stebima daugiau nei 17,500 28,164 nuolaužų, skriejančių orbitoje iki 2011 XNUMX mylių per valandą (XNUMX XNUMX kilometrų per valandą), siekiant išvengti katastrofiškų susidūrimų ateityje. Tokia maža dalelė kaip marmuras gali padaryti nepataisomą žalą kariniam ar moksliniam erdvėlaiviui, o tai gali sukelti mirtį arba nenumatyto masto politinį ir ekologinį poveikį.