Kaskadivika on toisiinsa liitettyjen järjestelmien ehto, kun yhden osan tai komponentin vika voi johtaa vikaan liittyvillä järjestelmän alueilla, jotka etenevät järjestelmän yleiseen vikaan asti. Luonnollisissa ja ihmisen tekemissä järjestelmissä voi esiintyä monenlaisia vaiheittaisia vikatapahtumia, sähkö- ja tietokonejärjestelmistä poliittisiin, taloudellisiin ja ekologisiin järjestelmiin. Tutkimusala, joka tunnetaan nimellä monimutkaisuustiede, yrittää määritellä tällaisten vikojen perimmäiset syyt rakentaakseen suojatoimia, jotka voivat ehkäistä niitä tulevaisuudessa.
Yleinen mutta vaikeasti ennustettava kaskadivikahäiriötapahtuma on yksittäinen vika, jossa yksi komponentti epäonnistuu ja johtaa selittämättömästi dominoefektiin, mikä laukaisee tilan nopean leviämisen järjestelmän muihin osiin. Esimerkki tästä tapahtui vuonna 1996 Yhdysvalloissa, kun Oregonin osavaltion voimajohto katkesi ja aiheutti sähköverkon massiivisen vian kaikkialla Yhdysvaltojen länsimaissa ja Kanadassa, mikä vaikutti 4,000,000 10,000,000 2003 – XNUMX XNUMX XNUMX asiakkaan kanssa. Kun voimajohto epäonnistui, se aiheutti alueellisen sähköverkon hajoamisen erillisiksi siirtosaariksi, jotka eivät kyenneet käsittelemään lisääntynyttä kuormitusta, ja sitten myös epäonnistuivat, mikä johti koko järjestelmän romahtamiseen. Samanlainen putoamisvika tapahtui Yhdysvaltain länsiosassa Ohion osavaltiossa vuonna XNUMX, mikä johti Yhdysvaltain historian suurimpaan sähkökatkoon.
Usein porrastettu vika sisältää useita järjestelmiä, jotka epäonnistuvat perhosvaikutuksen vuoksi, ja näennäisesti hyvin pieni tapahtuma aaltoilee tuottamaan paljon suuremman. Esimerkki tästä on DC-10-lentokoneen onnettomuus Pariisin yllä Ranskassa vuonna 1974, jolloin kaikki matkustajat kuolivat. Myöhempi tutkimus onnettomuuden syystä paljasti, että tavaratilan ovea ei ollut kiinnitetty kunnolla. Mies, joka oli tästä kaikkein suoraan vastuussa, ei kuulemma pystynyt lukemaan englantia eikä siksi voinut lukea ohjeita oven kiinnittämisestä oikein.
Tavaraoven tekninen suunnittelu salli sen sulkemisen ilman salpojen lukittumista kokonaan. Kun lentokone nousi 13,000 metriin, sisäinen paine aiheutti oven väistymisen ja räjähdysmäisen purkamisen oven ympärillä, kun se puhalsi pois vahingoittuneet hydrauliset hallintalaitteet alueella, minkä vuoksi lentäjät menettivät lopulta täydellisen hallinnan. ilma-alus. Tällaisen porrastusvian perimmäistä syytä on vaikea määrittää. Se kattaa koulutusalueet, hallituksen politiikan maahanmuuttajien palkkaamiseksi, hydrauliikan ja ilmailutekniikan suunnittelumallit sekä epäviralliset sosiaaliset tukijärjestelmät työympäristössä.
Suurjännitejärjestelmien sähköverkot ovat merkittävin esimerkki suurista porrastetuista vikatapahtumista, mutta viat suurissa järjestelmissä eivät ole harvinaisia. Liikenneruuhkista markkinoiden kaatumisiin tai yhdellä kipinällä alkaviin metsäpaloihin suuret järjestelmäkatkokset ovat usein suoraa seurausta niin kutsutusta Bysantin vikatapahtumasta, jossa järjestelmän osa epäonnistuu epätavallisella tavalla, ja se jatkuu usein. toiminta ja ympäristön turmeltuminen, ennen kuin se sammuu kokonaan. Tällaiset tapahtumat paljastavat kaikkien kaaosteorian kuvaamien monimutkaisten järjestelmien taustalla olevan tilan, joka on herkkä riippuvuus. Kunkin järjestelmän osan odotetaan käyttäytyvän tietyllä parametrialueella, ja kun se eksyy tämän alueen ulkopuolella, se voi aloittaa ketjureaktion, joka muuttaa koko järjestelmän käyttäytymistä.
Kesslerin oireyhtymä on yksi esimerkki monista, joissa tiede yrittää päästä käyrän eteen ja ennustaa porrastetun epäonnistumisen ennen sen tapahtumista. Se perustuu Yhdysvaltojen kansallisen ilmailu- ja avaruushallinnon (NASA) palveluksessa työskentelevän yhdysvaltalaisen tutkijan Donald Kesslerin vuonna 1978 esittämiin teorioihin ja kuvaa karttoja matalilla kiertoradoilla (LEO) olevien esineiden törmäyksen vaikutuksista. Tällaiset törmäykset ajan myötä lisäävät räjähdysvyöksi kutsutun LEO: n pienten hiukkasten määrän eksponentiaalista kasvua, mikä tekee matkasta avaruuteen paljon vaarallisempaa kuin ennen. Yli 500,000 17,500 rataa, jotka kiertävät jopa 28,164 2011 mailia tunnissa (XNUMX XNUMX kilometriä tunnissa), seurataan jatkuvasti vuodesta XNUMX lähtien tulevien katastrofien välttämiseksi. Niin pieni hiukkanen kuin marmori voi aiheuttaa korjaamatonta vahinkoa sotilas- tai tieteelliselle avaruusalukselle törmäyksessä, mikä voi johtaa kuolemaan tai ennalta arvaamattomiin poliittisiin ja ekologisiin vaikutuksiin.