دوشنبه, ۱۶ فروردین ۱۴۰۰ ۱۰:۳۱ ۵۴
طبقه بندی: تازه ها
چچ
چرا باید به پیش‌بینی اقلیم فضایی بیشتر اهمیت دهیم؟

چرا باید به پیش‌بینی اقلیم فضایی بیشتر اهمیت دهیم؟

اکنون در دوره‌ی افزایش فعالیت‌های خورشیدی قرار داریم و لازم است پیش از رسیدن به بیشترین فعالیت‌های خورشیدی در سال 2025 روش‌ها و ابزارهای پیش‌بینی فعالیت‌های خورشیدی و اقلیم فضایی را بهبود دهیم زیرا طوفان‌های خورشیدی می‌توانند موجب آسیب به ماهواره و تجهیزات و همچنین آسیب به DNA انسان شود.

اگرچه خورشید مهم‌ترین منبع انرژی برای حفظ حیات در زمین و تأمین نور و گرما است، اما نباید تأثیرات مخرب ناشی از برخی رویداداهای وابسته به این جرم از جمله طوفانهای خورشیدی را نادیده گرفت.
فعالیت‌های خورشیدی مانند فوران جرم از تاج خورشید می‌توانند طوفان‌های خورشیدی ایجاد کنند. شراره‌های خورشیدی و فوران جرم از تاج خورشید مقادیر زیادی اشعه و ذرات باردار را در فضا منتشر می‌کنند.
این رویدادها می‌توانند به زیرساخت‌های ارتباطی و انتقال قدرت در زمین آسیب برسانند و باعث قطع برق و یا کاهش عملکرد آن‌ها شوند. ماهواره‌ها، ایستگاه‌های فضایی، فضانوردان، هوانوردی، GPS و موارد دیگر ممکن است تحت تأثیر طوفان‌های خورشیدی قرار بگیرند.
هرچه تمدن انسان پیشرفت می‌کند، در برابر اثرات طوفان‌های خورشیدی آسیب‌پذیرتر می‌شود. اکنون در دوره‌ی افزایش فعالیت‌های خورشیدی هستیم و لازم است در پیش‌بینی اقلیم خورشیدی بهتر عمل کنیم.
برای مثال شبکه برق کبک کانادا در 13 مارس 1989 از کار افتاد که موجب قطعی نه ساعته برق شد و حدود شش میلیون نفر تحت تأثیراین رویداد قرار گرفتند و صدها میلیون دلار خسارت به بار آمد. این خاموشی در اثر طوفان‌های خورشیدی ایجادشده بود.
رویداد کرینگتون (Carrington) ، طوفان خورشیدی دیگری بود که در سپتامبر 1859 اتفاق افتاد. فناوری در آن زمان به تلگراف‌های الکتریکی محدود بود. بیشتر تلگراف‌ها در سراسر اروپا و آمریکای شمالی از کار افتاد و در بعضی موارد به کاربران خود شوک الکتریکی داد.
امروزه، بشر بسیار بیشتر به فناوری اعتماد کرده و لذا به‌طور فزاینده‌ای در برابر اثرات فضا و بلایای طبیعی مربوط به آن آسیب‌پذیر شده است.

تابش فضایی

فضا، گسترده، سرد، تاریک و مملو از تابش است. تابش در فضا عمدتاً از تابش کیهانی (ذرات پرانرژی پرتاب‌شده از کهکشان‌های دیگر) و ذرات پرانرژی خورشید ناشی می‌شود. در تابش کیهانی، اتم‌ها در فضای بین ستاره‌ای تا نزدیکی ‌سرعت نور، شتاب می‌گیرند و درنهایت الکترون‌ها از بین رفته و فقط هسته بار مثبت باقی می‌ماند.
انسان بیش از 400 سال است که لکه‌های خورشید را مشاهده و شمارش می‌کند. خورشید دارای چرخه‌ی فعالیت 11 ساله‌ لکه‌های خورشیدی است و در حال حاضر، ما در میانه این چرخه هستیم و به "حداکثر فعالیت خورشیدی" نزدیک می‌شویم. پیش‌بینی می‌شود حداکثر فعالیت خورشیدی بعدی در سال 2025 آغاز شود.
مردم با شفق قطبی که یکی از اثرات قابل‌مشاهده تابش خورشیدی است آشنا هستند. میدان مغناطیسی زمین که ما را از اکثر خطرات تشعشع فضایی محافظت می‌کند، ذرات باردار را به سمت قطب‌های زمین هدایت می‌کند. سپس این ذرات باردار از قطب‌ها وارد جو زمین می‌شوند و همین ورود ذرات باردار موجب شفق قطبی می‌شود.
اما این تشعشعات می‌توانند بر روی انسان و فناوری نیز تأثیر بگذارد. در هنگام طوفان‌های شدید خورشیدی، ممکن است پروتون‌های پرانرژی به مدارهای الکترونیکی ماهواره‌ها و همچنین DNA فضانوردان آسیب برساند. بعلاوه مسافران و خدمه‌ای که از بالای قطب شمال پرواز می‌کنند در معرض افزایش تشعشع قرار می‌گیرند.
این طوفان‌های خورشیدی می‌توانند خطاهایی در عملیات ناوبری ایجاد کنند. پروتون‌های پرانرژی همچنین می‌توانند اتم‌ها و مولکول‌های موجود در جو را یونیزه کرده و لایه‌ای از الکترون‌های آزاد ایجاد کنند. این لایه می‌تواند امواج رادیویی با فرکانس بالا را جذب کرده و باعث خاموشی ارتباطات با فرکانس بالا(رادیوی موج‌کوتاه) شوند.
با وابستگی بیشتر انسان به فناوری، پیش‌بینی وضعیت اقلیم فضایی بسیار مهم است. بااین‌حال، پیش‌بینی دقیق آن مدت‌هاست یک مشکل چالش‌برانگیز برای متخصصان است.

پیش‌بینی اقلیم فضایی

درک پیچیدگی لکه‌های خورشید به انسان کمک می‌کند تا احتمال وقوع شراره خورشیدی قوی را پیش‌بینی کند. آقای Qahwaji و همکارانش یک برنامه رایانه‌ای ساخته‌اند که از فناوری پردازش تصویر و هوش مصنوعی برای نظارت و تجزیه‌وتحلیل داده‌های ماهواره‌های خورشیدی استفاده می‌کند تا احتمال وقوع شراره و زبانه‌های خورشیدی در 24 ساعت آینده را پیش‌بینی کند.
این گروه پیشگام تکنیک‌های جدیدی برای پردازش خودکار، شناسایی و استخراج ویژگی‌های خورشیدی مانند مناطق فعال و لکه‌های خورشیدی است و اولین سیستم خودکار برای طبقه‌بندی لکه‌های خورشید را معرفی کرده ‌است . قبل از این، طبقه‌بندی لکه‌های خورشید یک فرایند دستی بود که با زحمت توسط متخصصان انجام می‌شد.
این سیستم پیش‌بینی اقلیم فضا به‌صورت عمومی در دسترس است و اکنون به‌عنوان یکی از ابزارهای تصمیم‌گیری برای مأموریت‌های رباتیک ناسا و مدیریت اثرات تابش بر مدار ماهواره‌ی رصد اشعه ایکس Chandra استفاده می‌شود. این ابزار در آدرس http://spaceweather.inf.brad.ac.uk قابل‌دسترسی است.
با ادامه فعالیت بیشتر در فضا، باید توانایی پیش‌بینی وضعیت اقلیم فضایی را تقویت کرده تا تصویری بهتر از فعالیت‌های خورشیدی به دست بیاوردیم و اثرات مخرب آن را در اطراف منظومه شمسی کاهش دهیم. این وظیفه فوق‌العاده چالش‌برانگیز است، زیرا بیشتر مشاهدات خورشیدی از میدان دید زمین انجام می‌شود. مدل‌سازی و بررسی بهتر ویژگی‌های خورشیدی جهت استفاده در مدارهای مختلف و مأموریت‌های منظومه شمسی ضروری است.


آدرس کوتاه شده: