الشمس ليست هادئة تمامًا ، على الرغم من أنها تبدو هادئة جدًا في اللمحات السريعة التي يمكننا سرقتها بأعيننا المجردة. في الواقع ، الشمس هي جسم ديناميكي وفوضوي ، يرش الرياح الشمسية والإشعاع وينفجر في صفائح كبيرة من البلازما. العيش في مجتمع تكنولوجي بجانب كل هذا هو التحدي.
في الغالب ، تقوم الشمس بتدفئة الأرض. لكن في بعض الأحيان تؤدي ثوراته إلى عواصف شمسية تضرب الأرض. وفي عالمنا المكهرب والتواصل العالمي ، يمكن أن تسبب هذه العواصف الكثير من الضرر. من المحتمل أن تكون الأضرار التي قد تصل قيمتها إلى مليارات اليورو في أوروبا وحدها ، وفقًا لوكالة الفضاء الأوروبية (ESA). هناك أشياء يمكننا القيام بها لحماية شبكتنا الكهربائية وأنظمة الاتصالات والبنية التحتية الأخرى من العواصف المغنطيسية الأرضية التي تسببها الشمس. لكن ، نحتاج أن نعرف متى يأتي المرء.
إذا أردنا التنبؤ بالعواصف الشمسية بأي دقة ، فعلينا مراقبة مصدرها: الشمس. بينما يمكننا رؤية الشمس من الأرض ، فإن المجال المغناطيسي للأرض ، الذي يعمل في الواقع لحمايتنا من هذه العواصف ، هو عائق أمام مراقبة الشمس. يحجب الغلاف الجوي أشعة الشمس ، والأشعة فوق البنفسجية ، وأشعة جاما ، مما يجعل من الصعب مراقبة الشمس بالتفصيل.
ليس الأمر أن الملاحظات الأرضية للشمس لا يمكن أن تخبرنا عن سلوك الشمس ، والعواصف الشمسية الوشيكة ، إنها فقط لا تستطيع أن تفعل ذلك بمفردها. يمكن للأقمار الصناعية داخل الغلاف المغناطيسي للأرض ولكن خارج الغلاف الجوي أن تساعد أيضًا. لكنهم يأخذون قياسات في الموقع ، ولا يقومون بالتنبؤ.
تخطط وكالة الفضاء الأوروبية (ESA) لمهمة ستزودنا بمزيد من التحذير المسبق من العواصف الخطيرة. لتكون أكثر فعالية ، يجب أن تكون في الفضاء ، بعيدًا عن الغلاف المغناطيسي للأرض. تسمى المهمة Lagrange ، والآن تدرس وكالة الفضاء الأوروبية زوجًا من المركبات الفضائية. واحد يجلس في Lagrangian Point 1 ، والآخر يجلس في Lagrangian Point 5.
نقاط Lagrange هي مواقع محددة في الفضاء حيث توازن قوة الجاذبية من الأرض والشمس بعضها البعض ، ويمكن أن تظل المركبة الفضائية في هذا الوضع لفترة طويلة مع الحد الأدنى من استخدام الوقود. هناك بالفعل العديد من المركبات الفضائية في L1 و L2 ، مع المزيد. (سيتم نشر تلسكوب جيمس ويب الفضائي في المستوى 2).
تشرق الشمس في بعض الأحيان وتنبعث منها مساحات شاسعة من المواد بخطوط المجال المغناطيسي من عمليات طرد الكتلة الإكليلية. معظم هذه الكرات لا تأتي بالقرب من الأرض ؛ ولكن في بعض الأحيان ، يضربنا أحد. وهذا يسبب عاصفة مغناطيسية جغرافية هنا ، حيث أن انفجار الشمس يسيطر مؤقتًا على الغلاف المغناطيسي للأرض.
لكن هذه العواصف لا تأتي من العدم. يبدأون بظروف يمكن ملاحظتها على الشمس. للشمس دورة 11 عامًا ، ويسمى الجزء من هذه الدورة الذي يحتوي على معظم النشاط الشمسي - وإمكانية العاصفة - الحد الأقصى للطاقة الشمسية. خلال الحد الأقصى للطاقة الشمسية ، تأتي معظم العواصف من عمليات طرد الكتلة الإكليلية (CMEs). في أوقات أخرى من دورة 11 عامًا ، تولد العواصف أيضًا من خلال مناطق التفاعل المشترك (CIRs).
ولكن مهما كان السبب ، فإنهم جميعًا يأتون من الشمس ، والتنبؤ بها بدقة أكبر يعود بالنفع على الجميع.
سيعمل زوج المركبة الفضائية معًا لمراقبة الشمس. L1 في الرياح الشمسية ، في وضعية المنبع. يمكن أن تخبرنا قياسات L1 عن طقس الفضاء المتجه إلى الأرض. يمنحنا الوضع L5 نوعًا من العرض الجانبي لطرد الكتلة الإكليلية ، ويسمح بقياسات أفضل لسرعة واتجاه CME. معًا ، تعني المعلومات توقعات أفضل.
قال جحا: "إن أحد أفضل الطرق لمراقبة النشاط الشمسي سريع التغير هو وضع مركبة فضائية مخصصة بعيدًا قليلاً عن خطنا المباشر نحو الشمس ، بحيث يمكنها مراقبة" جانب "نجمنا قبل أن يدور إلى العرض". بيكا لونتاما ، المسؤول عن طقس الفضاء في مركز مراقبة المهمة التابع لوكالة الفضاء الأوروبية ، دارمشتات ، ألمانيا.
ستقوم المركبة الفضائية L1 بقياس المادة الفعلية للعاصفة المتجهة إلى الأرض ، ويمكنها اختبار سرعتها وكثافتها ودرجة حرارتها وضغطها. يمكنه أيضًا قياس قوة واتجاه المجال المغناطيسي بين الكواكب (IMF) ، وهو جزء من المجال المغناطيسي للشمس الذي تدفعه الرياح الشمسية إلى الفضاء. يسمح الموقع L1 أيضًا للمركبة الفضائية بمشاهدة القرص الشمسي والهالة ، وقياس الجسيمات النشطة من الشمس.
يقع موضع L5 خلف الأرض بمقدار 60 درجة أثناء دورانها حول الشمس. ستنظر المركبة الفضائية L5 إلى الأشياء من الجانب ، وستشاهد جانب الشمس الذي كان على وشك الدوران لمواجهة الأرض. وستكون هذه المركبة الفضائية قادرة أيضًا على المشاهدة أثناء انتشار غيوم البلازما وانبعاثها نحو الأرض.
قال جحا بيكا في بيان صحفي: "L5 مكان ممتاز لمهمة طقس الفضاء المستقبلية لوكالة الفضاء الأوروبية لأنه يعطي آراء مسبقة لما يحدث في الشمس".
"ستوفر المركبة الفضائية بيانات مهمة ستساعدنا على اكتشاف القاذفات القادمة للأرض ، وتحسين توقعاتنا لوقت الوصول إلى الأرض وتوفير معرفة مسبقة بالمناطق النشطة على الشمس أثناء دورانها في العرض".
بالنسبة لهذه المهمة ، لن تكون المركبة الفضائية متطابقة. لتحقيق أدوارهم العلمية ، سيحتاج كل منهم إلى مجموعة مختلفة من الأدوات. ومن بين هذه الأدوات أجهزة التصوير المغناطيسي ، والتاجيات ، وأجهزة تصوير الغلاف الشمسي ، وأجهزة قياس المغنطيسية ، وأجهزة قياس الطيف ، وأجهزة تحليل البلازما ، وغيرها.
ستصبح مهمة Lagrange جزءًا من شبكة من مرافق المراقبة ، سواء في الفضاء أو هنا على الأرض ، مخصصة للتنبؤ بالعواصف الفضائية. ويشكلان معًا شبكة وكالة الفضاء الأوروبية (SWE).
في بيان صحفي ، ذكرت وكالة الفضاء الأوروبية أن حدثًا واحدًا شديدًا لطقس الفضاء قد يتسبب في ما يصل إلى 15 مليار يورو (16.2 مليار دولار أمريكي). مع التحذير المسبق ، سيتمكن مشغلو شبكة الكهرباء من الاستعداد للعاصفة وتقليل الأضرار ، وضمان قطع التيار الكهربائي عن المرافق الحيوية مثل المستشفيات إلى الحد الأدنى فقط. كما سيستفيد مشغلو السواتل.
المهمة في مرحلة مفهوم التصميم الآن. يعمل خبراء في طقس الفضاء وتصميم الأجهزة من اتحادات صناعية وعلمية في أوروبا على ذلك. وتقول وكالة الفضاء الأوروبية إنها ستختار تصميم مهمة في غضون 18 شهرًا تقريبًا.
أكثر:
- بيان صحفي: مهمة لاغرانج
- بيان صحفي إضافي: مهمة Lagrange
- مجلة الفضاء: يمكن الآن لتنبؤات الطقس الفضائي أن تعطي الأقمار الصناعية يومًا كاملًا من التحذير عندما تكون عاصفة شمسية قاتلة واردة
