Kegagalan cascading adalah kondisi sistem yang saling berhubungan ketika kegagalan satu bagian atau komponen dapat menyebabkan kegagalan di area terkait dari sistem yang menyebarkan dirinya ke titik kegagalan sistem secara keseluruhan. Ada banyak jenis peristiwa kegagalan berjenjang yang dapat terjadi dalam sistem alami dan buatan manusia, dari sistem listrik dan komputer hingga sistem politik, ekonomi, dan ekologi. Bidang penelitian yang dikenal sebagai ilmu kompleksitas mencoba mendefinisikan akar penyebab kegagalan tersebut untuk membangun perlindungan yang mungkin dapat mencegahnya di masa depan.
Jenis kejadian kegagalan cascading yang umum namun sulit diprediksi adalah titik kegagalan tunggal, di mana satu komponen gagal dan secara tidak dapat dijelaskan menyebabkan efek domino, memicu penyebaran kondisi yang cepat ke bagian lain dari sistem. Contohnya terjadi pada tahun 1996 di Amerika Serikat, ketika saluran listrik di negara bagian Oregon gagal dan memicu kegagalan besar jaringan listrik di seluruh negara bagian AS bagian barat dan Kanada, yang mempengaruhi antara 4,000,000 dan 10,000,000 pelanggan. Ketika saluran transmisi gagal, itu menyebabkan jaringan listrik regional pecah menjadi pulau-pulau transmisi terpisah yang tidak mampu menangani peningkatan beban, dan kemudian juga gagal, yang menyebabkan runtuhnya seluruh sistem. Kegagalan cascading serupa terjadi di negara bagian Ohio, AS bagian barat tengah pada tahun 2003, yang menyebabkan pemadaman listrik terbesar dalam sejarah AS.
Seringkali, kegagalan cascading melibatkan beberapa sistem yang gagal karena efek kupu-kupu, di mana peristiwa yang tampaknya sangat kecil muncul untuk menghasilkan yang jauh lebih besar. Contohnya adalah jatuhnya pesawat DC-10 di atas Paris, Prancis, pada tahun 1974, menewaskan semua orang di dalamnya. Penyelidikan kemudian tentang penyebab kecelakaan itu mengungkapkan bahwa pintu ruang kargo tidak diikat dengan benar. Orang yang paling bertanggung jawab langsung untuk ini konon tidak bisa membaca bahasa Inggris dan karena itu tidak dapat membaca instruksi tentang cara mengencangkan pintu dengan benar.
Desain teknis untuk pintu kargo memungkinkannya untuk ditutup tanpa gerendel terkunci sepenuhnya. Saat pesawat naik ke ketinggian 13,000 kaki (3,962 meter), tekanan internal menyebabkan pintu terbuka, dan dekompresi eksplosif di sekitar pintu saat meledakkan kontrol hidrolik yang rusak di area tersebut, yang menyebabkan pilot akhirnya kehilangan kendali penuh atas pesawat. pesawat terbang. Akar penyebab kegagalan berjenjang seperti itu sulit ditentukan. Ini mencakup wilayah pendidikan, kebijakan pemerintah untuk perekrutan imigran, desain teknik untuk hidrolik dan avionik, dan sistem dukungan sosial informal dalam lingkungan kerja.
Jaringan listrik sistem tegangan tinggi adalah contoh paling menonjol dari peristiwa kegagalan bertingkat besar, tetapi kegagalan dalam sistem besar tidak jarang terjadi. Dari kemacetan lalu lintas hingga ambruknya pasar, atau kebakaran hutan yang dimulai dengan satu percikan api, kerusakan sistem yang besar sering kali merupakan akibat langsung dari apa yang dikenal sebagai peristiwa kegagalan Bizantium, di mana sebuah elemen sistem gagal dengan cara yang tidak biasa, seringkali terus berlanjut. berfungsi dan merusak lingkungannya sebelum benar-benar mati. Peristiwa semacam itu mengungkapkan kondisi mendasar dari semua sistem kompleks yang dijelaskan oleh teori chaos, yaitu ketergantungan yang sensitif. Setiap bagian dari suatu sistem diharapkan berperilaku dalam kisaran parameter tertentu, dan, ketika menyimpang di luar kisaran itu, ia dapat memulai reaksi berantai yang mengubah perilaku seluruh sistem.
Sindrom Kessler adalah salah satu contoh di antara banyak di mana sains mencoba untuk mendahului kurva dan memprediksi kegagalan berjenjang sebelum itu terjadi. Berdasarkan teori Donald Kessler pada tahun 1978, seorang ilmuwan AS yang bekerja untuk National Aeronautics and Space Administration (NASA), itu memetakan efek tabrakan objek di orbit rendah Bumi (LEO). Tabrakan seperti itu dari waktu ke waktu akan memicu peningkatan eksponensial dalam jumlah partikel kecil di LEO, yang dikenal sebagai sabuk puing, membuat perjalanan ke luar angkasa jauh lebih berisiko daripada sebelumnya. Lebih dari 500,000 keping puing di orbit dengan kecepatan hingga 17,500 mil per jam (28,164 kilometer per jam) dilacak pada 2011 secara terus menerus untuk menghindari tabrakan bencana di masa depan. Partikel sekecil kelereng dapat menyebabkan kerusakan yang tidak dapat diperbaiki pada pesawat ruang angkasa militer atau ilmiah saat tumbukan, yang mengakibatkan kemungkinan kematian atau dampak politik dan ekologi dalam proporsi yang tidak terduga.