مرکز آب و هوای فضایی ناسا به زودی مجهز به تجهیزات بسیار پیشرفته پیش‌بینی فعالیت‌های خورشیدی خواهد شد که نخستین از نوع خود در جهان هستند.
پس از چند سال آرامش نسبی، خورشید شروع به فعالیت دوباره کرده است. تا حدود ۲۰ ماه آینده که خورشید کاملا بیدار شود، یک تیم پژوهشی ناسا در مرکز فضایی گادرد، که مسئول تحقیق بر روی فعالیت‌های خورشیدی است تجهیزات بسیار پیشرفته‌ای در اختیار خواهند داشت که به آن‌ها امکان پیش‌بینی‌های دقیق‌تر فعالیت‌های خورشیدی را خواهد داد.
آزمایشگاه آب و هوای فضایی در مرکز فضایی گادرد اخیرا بودجه‌ای دریافت کرده است تا یک فناوری پیشرفته رایانه‌ای را به نام «پیش‌بینی جمعی» پیاده‌سازی نماید. هوا‌شناسان از این شیوه پیشرفته هم‌اکنون برای ردیابی مسیرهای احتمالی و اثرات گردباد‌ها و دیگر رویدادهای شدید جوی استفاده می‌کنند.
به گفته یکی از پژوهشگران آزمایشگاه هوا‌شناسی فضایی به نام مایکل هس (Michael Hesse): «هوا‌شناسی فضایی هم‌اکنون نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد اما ما قصد داریم آن را بهبود ببخشیم. پیش‌بینی جمعی درجه اطمینان پیش‌بینی‌ها را بالا‌تر خواهد برد. این امر حیاتی است چرا که امروزه جهان بیش از هر زمان دیگری روی فضا تکیه دارد. فناوری ارتباطات، ناوبری و تولید الکتریسیته همه از آب و هوای فضایی تاثیرپذیر هستند». این اولین بار است که قرار است از فناوری پیش‌بینی جمعی در دانش آب و هوای فضایی استفاده شود.
به خصوص در زمان فعلی پیش‌بینی فعالیت‌های خورشیدی از اهمیت بیشتری برخوردار است چرا که پس از رسیدن به کمینه فعالیت‌های خود در سال ۱۳۸۶، خورشید اخیرا شروع به بیدار شدن کرده است. در ۱۳ مرداد ۱۳۹۰ زبانه‌ای در نزدیکی یکی از لکه‌های خورشیدی ایجاد شد که بر خلاف انواع مشابهش مقادیر زیادی از مواد موجود در تاج خورشید را به بیرون پرتاب کرد. جرم ماده جدا شده می‌تواند تا ۱۰ میلیارد تن برسد و ذرات پرتاب شده می‌توانند تا میلیون‌ها کیلومتر در ساعت شتاب بگیرند.
قبل از این مورد دو زبانه دیگر نیز طی ۴۸ ساعت ثبت شده بودند که مجموعا خطر سه‌گانه‌ای را ایجاد کردند. خوشبختانه این زبانه‌ها تنها منجر به ایجاد یک توفان الکترومغناطیسی متوسط شدند که ناشی از برخورد ذرات خورشیدی با اتم‌های نیتروژن و اکسیژن در جو زمین و بر فراز قطب‌‌ها بود.
اما عواقب توفان‌های خورشیدی می‌تواند در آینده به مراتب بد‌تر از این باشند. تا سال ۲۰۱۳ خورشید به تدریج به بیشینه فعالیت‌ها خود خواهد رسید. در این برهه شاهد توفان‌های خورشیدی بیشتر و قوی‌تر خواهیم بود که همه سیارات و سفینه‌های فضایی موجود در مسیر خود را تحت تاثیر قرار خواهند داد. در گذشته توفان‌های خورشیدی باعث ایجاد اختلال در خطوط انتقال برق روی زمین و خرابی تجهیزات موجود در ماهوارهها شده بودند. این توفان‌ها همچنین می‌توانند برای فضانوردان مضر باشند اگر به آن‌ها هشدارهای لازم برای برداشتن پوشش محافظ داده نشده باشد.
البته هیچ کس نمی‌تواند فعالیت‌های خورشید رو به طور دقیق پیش‌بینی کند. به گفته یکی از محققان ارشد گروه پژوهشی به نام آنتی پولکینن (Antti Pulkkinen): «ما حتی نمی‌توانیم پیش‌بینی کنیم خورشید یک هفته دیگر چه خواهد کرد چه برسد به یک یا دو سال آینده. تنها چیزی که می‌دانیم این است که خورشید فعال‌تر خواهد شد».
با توجه به شدت یافتن فعالیت‌های خورشید، پژوهشگران از افزایش توانایی پیش‌بینیشان هیجان‌زده هستند. در وضعیت فعلی، تیم پژوهشی یادشده مدلی را برای پیش‌بینی توفان‌های خورشیدی مورد استفاده قرار می‌دهند که یک دسته از پارامترهای مرتبط را محاسبه می‌کند. این پارامتر‌ها از روی داده‌های به دست‌آمده از برخی ماهواره‌های ناسا محاسبه می‌شوند. اما از آنجایی که این ماهوارهها مخصوص پروژه‌های پژوهشی دیگر هستند هیچ تضمینی برای دریافت بلا درنگ و پیوسته داده‌ها وجود ندارد. به علاوه گاهی نقایصی نیز در داده‌ها وجود دارند. این نقایص به مرور زمان بیشتر هم می‌شوند که به نوبه خود منجر به پیش‌بینی‌هایی می‌گردد که با شرایط واقعی هم‌خوانی ندارند. این امر به خصوص برای ناسا و سازمان‌های مرتبط دیگر ناخوشایند است چرا که آن‌ها به پیش‌بینی‌های مرکز فضایی گادرد وابسته هستند تا اقدامات پیش‌گیرانه لازم برای محافظت فضانوردان و تجهیزات فضایی را به عمل آورند.
اما پیش‌بینی جمعی قابلیت فائق آمدن بر محدودیت‌های بالا را دارد چرا که به پژوهشگران این قدرت را می‌دهد تا شرایط حاکم بر محاسبات را اندکی تغییر دهند. در نتیجه پژوهشگران قادر خواهند بود تا به اطلاعات مرتبط با همه نحوه‌های مختلف تکامل زبانه‌های خورشیدی در طی چند ساعت آینده دسترسی داشته باشند.
این گروه پژوهشی هم‌اکنون رایانه‌های جدیدی را نصب و راه‌اندازی کرده است و امیدوار است تا مجهز به قابلیت پیش‌بینی‌های تخصصی‌تر شود. به محض اینکه این شیوه جدید پیش‌بینی فعالیت‌های خورشیدی به تایید آزمایشگاه آب و هوای فضایی ناسا برسد، در اختیار دیگر نهادهای مرتبط با پیش‌بینی‌های آب و هوایی در آمریکا نیز قرار خواهد گرفت و قدرت پیش‌بینی‌های فضایی ایالات متحده را افزایش خواهد داد.
مترجم: امیرحسام صلواتی
پس از چند سال آرامش نسبی، خورشید شروع به فعالیت دوباره کرده است. تا حدود ۲۰ ماه آینده که خورشید کاملا بیدار شود، یک تیم پژوهشی ناسا در مرکز فضایی گادرد، که مسئول تحقیق بر روی فعالیت‌های خورشیدی است تجهیزات بسیار پیشرفته‌ای در اختیار خواهند داشت که به آن‌ها امکان پیش‌بینی‌های دقیق‌تر فعالیت‌های خورشیدی را خواهد داد.
آزمایشگاه آب و هوای فضایی در مرکز فضایی گادرد اخیرا بودجه‌ای دریافت کرده است تا یک فناوری پیشرفته رایانه‌ای را به نام «پیش‌بینی جمعی» پیاده‌سازی نماید. هوا‌شناسان از این شیوه پیشرفته هم‌اکنون برای ردیابی مسیرهای احتمالی و اثرات گردباد‌ها و دیگر رویدادهای شدید جوی استفاده می‌کنند.
به گفته یکی از پژوهشگران آزمایشگاه هوا‌شناسی فضایی به نام مایکل هس (Michael Hesse): «هوا‌شناسی فضایی هم‌اکنون نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد اما ما قصد داریم آن را بهبود ببخشیم. پیش‌بینی جمعی درجه اطمینان پیش‌بینی‌ها را بالا‌تر خواهد برد. این امر حیاتی است چرا که امروزه جهان بیش از هر زمان دیگری روی فضا تکیه دارد. فناوری ارتباطات، ناوبری و تولید الکتریسیته همه از آب و هوای فضایی تاثیرپذیر هستند». این اولین بار است که قرار است از فناوری پیش‌بینی جمعی در دانش آب و هوای فضایی استفاده شود.
به خصوص در زمان فعلی پیش‌بینی فعالیت‌های خورشیدی از اهمیت بیشتری برخوردار است چرا که پس از رسیدن به کمینه فعالیت‌های خود در سال ۱۳۸۶، خورشید اخیرا شروع به بیدار شدن کرده است. در ۱۳ مرداد ۱۳۹۰ زبانه‌ای در نزدیکی یکی از لکه‌های خورشیدی ایجاد شد که بر خلاف انواع مشابهش مقادیر زیادی از مواد موجود در تاج خورشید را به بیرون پرتاب کرد. جرم ماده جدا شده می‌تواند تا ۱۰ میلیارد تن برسد و ذرات پرتاب شده می‌توانند تا میلیون‌ها کیلومتر در ساعت شتاب بگیرند.
قبل از این مورد دو زبانه دیگر نیز طی ۴۸ ساعت ثبت شده بودند که مجموعا خطر سه‌گانه‌ای را ایجاد کردند. خوشبختانه این زبانه‌ها تنها منجر به ایجاد یک توفان الکترومغناطیسی متوسط شدند که ناشی از برخورد ذرات خورشیدی با اتم‌های نیتروژن و اکسیژن در جو زمین و بر فراز قطب‌‌ها بود.
اما عواقب توفان‌های خورشیدی می‌تواند در آینده به مراتب بد‌تر از این باشند. تا سال ۲۰۱۳ خورشید به تدریج به بیشینه فعالیت‌ها خود خواهد رسید. در این برهه شاهد توفان‌های خورشیدی بیشتر و قوی‌تر خواهیم بود که همه سیارات و سفینه‌های فضایی موجود در مسیر خود را تحت تاثیر قرار خواهند داد. در گذشته توفان‌های خورشیدی باعث ایجاد اختلال در خطوط انتقال برق روی زمین و خرابی تجهیزات موجود در ماهوارهها شده بودند. این توفان‌ها همچنین می‌توانند برای فضانوردان مضر باشند اگر به آن‌ها هشدارهای لازم برای برداشتن پوشش محافظ داده نشده باشد.
البته هیچ کس نمی‌تواند فعالیت‌های خورشید رو به طور دقیق پیش‌بینی کند. به گفته یکی از محققان ارشد گروه پژوهشی به نام آنتی پولکینن (Antti Pulkkinen): «ما حتی نمی‌توانیم پیش‌بینی کنیم خورشید یک هفته دیگر چه خواهد کرد چه برسد به یک یا دو سال آینده. تنها چیزی که می‌دانیم این است که خورشید فعال‌تر خواهد شد».
با توجه به شدت یافتن فعالیت‌های خورشید، پژوهشگران از افزایش توانایی پیش‌بینیشان هیجان‌زده هستند. در وضعیت فعلی، تیم پژوهشی یادشده مدلی را برای پیش‌بینی توفان‌های خورشیدی مورد استفاده قرار می‌دهند که یک دسته از پارامترهای مرتبط را محاسبه می‌کند. این پارامتر‌ها از روی داده‌های به دست‌آمده از برخی ماهواره‌های ناسا محاسبه می‌شوند. اما از آنجایی که این ماهوارهها مخصوص پروژه‌های پژوهشی دیگر هستند هیچ تضمینی برای دریافت بلا درنگ و پیوسته داده‌ها وجود ندارد. به علاوه گاهی نقایصی نیز در داده‌ها وجود دارند. این نقایص به مرور زمان بیشتر هم می‌شوند که به نوبه خود منجر به پیش‌بینی‌هایی می‌گردد که با شرایط واقعی هم‌خوانی ندارند. این امر به خصوص برای ناسا و سازمان‌های مرتبط دیگر ناخوشایند است چرا که آن‌ها به پیش‌بینی‌های مرکز فضایی گادرد وابسته هستند تا اقدامات پیش‌گیرانه لازم برای محافظت فضانوردان و تجهیزات فضایی را به عمل آورند.
اما پیش‌بینی جمعی قابلیت فائق آمدن بر محدودیت‌های بالا را دارد چرا که به پژوهشگران این قدرت را می‌دهد تا شرایط حاکم بر محاسبات را اندکی تغییر دهند. در نتیجه پژوهشگران قادر خواهند بود تا به اطلاعات مرتبط با همه نحوه‌های مختلف تکامل زبانه‌های خورشیدی در طی چند ساعت آینده دسترسی داشته باشند.
این گروه پژوهشی هم‌اکنون رایانه‌های جدیدی را نصب و راه‌اندازی کرده است و امیدوار است تا مجهز به قابلیت پیش‌بینی‌های تخصصی‌تر شود. به محض اینکه این شیوه جدید پیش‌بینی فعالیت‌های خورشیدی به تایید آزمایشگاه آب و هوای فضایی ناسا برسد، در اختیار دیگر نهادهای مرتبط با پیش‌بینی‌های آب و هوایی در آمریکا نیز قرار خواهد گرفت و قدرت پیش‌بینی‌های فضایی ایالات متحده را افزایش خواهد داد.
مترجم: امیرحسام صلواتی