Kaskaadtõrge on omavahel ühendatud süsteemide seisund, kui ühe osa või komponendi rike võib põhjustada tõrke süsteemi seotud piirkondades, mis levib kuni süsteemi üldise tõrkeni. Looduslikes ja tehissüsteemides võib esineda mitut tüüpi rikkeid, alates elektri- ja arvutisüsteemidest kuni poliitiliste, majanduslike ja ökoloogiliste süsteemideni. Keerukuseteadusena tuntud uurimisvaldkond püüab määratleda selliste ebaõnnestumiste algpõhjuseid, et luua kaitsemeetmed, mis võivad neid tulevikus ära hoida.
Levinud, kuid raskesti ennustatav kaskaadrikkejuhtumi tüüp on üks rikkepunkt, kus üks komponent ebaõnnestub ja põhjustab seletamatult doominoefekti, mis käivitab olukorra kiire leviku süsteemi teistesse osadesse. Selle näide leidis aset 1996. aastal Ameerika Ühendriikides, kui Oregoni osariigi elektriliin rikkis ja põhjustas ulatusliku elektrivõrgu rikke kogu USA lääneosariikides ja Kanadas, mis mõjutas 4,000,000 10,000,000 2003 kuni XNUMX XNUMX XNUMX klienti. Kui ülekandeliin ebaõnnestus, lagunes piirkondlik elektrivõrk eraldi ülekandesaarteks, mis ei talunud suurenenud koormust, ning seejärel ka rikke, mis viis kogu süsteemi kokkuvarisemiseni. USA kesk-lääneosas Ohio osariigis juhtus XNUMX. aastal sarnane kaskaadtõrge, mis viis USA ajaloo suurima elektrikatkestuseni.
Sageli hõlmab kaskaadtõrge mitut süsteemi, mis ebaõnnestuvad liblikaefekti tõttu, kus näiliselt väga väike sündmus tekib palju suuremaks. Selle näiteks on DC-10 lennuki allakukkumine Prantsusmaal Pariisi kohal 1974. aastal, kus hukkusid kõik pardalolijad. Hilisem õnnetuse põhjuste uurimine näitas, et kaubaruumi uks ei olnud korralikult kinnitatud. Väidetavalt selle eest kõige otsesemalt vastutav mees ei osanud inglise keelt lugeda ega saanud seetõttu lugeda juhiseid, kuidas ust õigesti kinnitada.
Kaubaluugi tehniline projekt võimaldas selle sulgeda ilma, et sulgurid oleks täielikult kinni keeratud. Kui lennuk tõusis 13,000 3,962 jala (XNUMX meetri) kõrgusele, põhjustas siserõhk ukse järeleandmist ja plahvatuslik dekompressioon ukse ümber, kuna see puhus piirkonnas kahjustatud hüdraulika juhtseadised, mistõttu piloodid kaotasid lõpuks täieliku kontrolli lennuki üle. lennukid. Sellise kaskaadrikke algpõhjust on raske kindlaks teha. See hõlmab hariduspiirkondi, valitsuse sisserändajate palkamise poliitikat, hüdraulika ja avioonika inseneriprojekte ning mitteametlikke sotsiaaltoetussüsteeme töökeskkonnas.
Kõrgepingesüsteemide elektrivõrgud on suurte kaskaadsete rikete kõige tähelepanuväärsem näide, kuid suurte süsteemide tõrked pole haruldased. Alates liiklusummikutest kuni turuõnnetusteni või ühest sädemest alguse saanud metsatulekahjudeni on suured süsteemiõnnetused sageli otsene tagajärg nn Bütsantsi tõrkesündmusele, kus süsteemi element ebaõnnestub ebatavalisel viisil, mis sageli jätkub funktsiooni ja rikub selle keskkonda enne, kui see täielikult välja lülitub. Sellised sündmused näitavad kõigi kaoseteooriaga kirjeldatud keeruliste süsteemide põhiseisundit, milleks on tundlik sõltuvus. Eeldatakse, et süsteemi iga osa käitub teatud parameetrite vahemikus ja kui see jääb sellest vahemikust välja, võib see käivitada ahelreaktsiooni, mis muudab kogu süsteemi käitumist.
Kessleri sündroom on üks näide paljudest, kus teadus püüab kõverast ette jõuda ja ennustada kaskaadset ebaõnnestumist enne selle tekkimist. Tuginedes 1978. aastal USA riiklikus lennundus- ja kosmoseametis (NASA) töötava teadlase Donald Kessleri teooriatele, kaardistab see madalal Maa orbiidil (LEO) toimuvate objektide kokkupõrke mõjusid. Sellised kokkupõrked aja jooksul toovad kaasa väikeste osakeste arvu eksponentsiaalse kasvu LEO-s, mida tuntakse prahilindina, muutes kosmosesse reisimise palju riskantsemaks kui varem. Alates 500,000. aastast jälgitakse pidevalt üle 17,500 28,164 orbiidil oleva prahi, mis liiguvad kuni 2011 XNUMX miili tunnis (XNUMX XNUMX kilomeetrit tunnis), et vältida tulevasi katastroofilisi kokkupõrkeid. Nii väike osake nagu marmor võib kokkupõrkel tekitada korvamatut kahju sõjalisele või teaduslikule kosmoselaevale, mis võib põhjustada surma või ettenägematu ulatusega poliitilisi ja ökoloogilisi mõjusid.