آب و هوای فضا اکنون بیش از هر زمان دیگری توجه ما را می طلبد

امروز ما در میانه چرخه 25 خورشیدی هستیم که در سال 2019 آغاز شد و تا حدود سال 2030 ادامه خواهد داشت، زیرا با بالا و پایین های دوره ای شراره های خورشیدی، پرتاب جرم تاج و طوفان های خورشیدی مواجه می شویم که در سال جاری یا آینده به اوج خود خواهند رسید. این بسیار مهم است دوره زمانی برای سرمایه گذاری در قابلیت های نظارت بر آب و هوای خورشیدی.

چرا مطالعه فعالیت خورشیدی مهم است؟

اغراق نیست اگر بگوییم که شعله های خورشیدی و طوفان های ژئومغناطیسی که می توانند ایجاد کنند، تأثیر زیادی بر زندگی همه دارند. آنها می توانند باعث خرابی در عملکرد ماهواره هایی شوند که برای حفظ ارتباطات و سیستم های ناوبری روی زمین ضروری هستند. آنها همچنین می توانند به شبکه های برق آسیب برسانند و منجر به قطع برق گسترده شوند و خطرات تشعشعات را برای فضانوردان و همچنین برای خلبانان و مسافران پروازهای در ارتفاع بالا ایجاد کنند. چرخه‌های فعال خورشیدی، فرکانس و شدت شعله‌های خورشیدی را افزایش می‌دهند و خطری را برای تمام فناوری‌ها و خدماتی که تحت تأثیر آب و هوای فضا قرار می‌گیرند، به همراه دارد.

چنین اختلالاتی در زیرساخت های حیاتی می تواند برای اقتصاد کشورهای توسعه یافته بسیار پرهزینه باشد. قطع برق ناشی از فعالیت های خورشیدی سالانه ده ها میلیارد دلار هزینه دارد. تأثیر بالقوه اقتصادی جهانی رویدادهای جوی فضایی، مانند طوفان ژئومغناطیسی شدید، قابل توجه است و می‌تواند منجر به خساراتی بالغ بر 38.4 میلیارد یورو (41.1 میلیارد دلار) در روز شود. بیش از نیمی از این تلفات ناشی از هزینه های غیرمستقیم مرتبط با اختلال در زنجیره تامین است. آسیب ناشی از رویدادهای خورشیدی می تواند منجر به تاخیرهای لجستیکی، وقفه در تولید، افزایش هزینه های عملیاتی، کمبود کالا و سایر مشکلات در تجارت بین المللی شود.

پیش‌بینی آب و هوای خورشیدی نیز نقش مهمی در اکتشاف فضایی ایمن و کارآمد دارد. بدون پیش‌بینی‌های دقیق و تحلیل‌های پیش‌بینی‌کننده، مأموریت‌های فضایی و فضانوردان شرکت‌کننده در معرض خطر قرار گرفتن در معرض تشعشعات و خرابی تجهیزات خواهند بود.

راه حل های فعلی و نیازهای آینده

در سال 2024، نظارت و تجزیه و تحلیل هوای فضا عمدتاً توسط سازمان‌های دولتی و سازمان‌های علمی انجام خواهد شد. دو تامین کننده اصلی اطلاعات، اداره ملی اقیانوسی و جوی ایالات متحده و آژانس فضایی اروپا هستند. این سازمان ها داده های منابع مختلف از جمله ماموریت های فضایی و رصدخانه های زمینی را به منظور ایجاد تصویری جامع از فعالیت های خورشیدی مدیریت می کنند.

علاوه بر این، این سازمان ها اغلب از مدل های پیش بینی تجربی استفاده می کنند که بر داده های تاریخی متکی هستند. این مدل‌ها به شناسایی الگوها و روابط متقابل در پدیده‌های آب و هوای فضا کمک می‌کنند، که سپس می‌توانند برای پیش‌بینی رویدادهای آینده استفاده شوند. با این حال، این اطلاعات همیشه دقیق یا به روز نیستند، که به طور قابل توجهی ارتباط و کارایی پیش بینی را کاهش می دهد.

در مارس 1989، زمانی که روش‌های مدرن پیش‌بینی آب‌وهوای فضا هنوز در دسترس نبود، یک طوفان ژئومغناطیسی قدرتمند ناشی از شعله‌های خورشیدی باعث اختلالات فناوری و خاموشی گسترده در شبکه برق کانادا شد. میلیون ها نفر از ساکنان و مشاغل در کبک به مدت 9 ساعت بدون برق بودند. شراره خورشیدی دیگری در آگوست همان سال باعث شد تا بورس تورنتو به مدت سه ساعت متوقف شود.

فقدان اطلاعات در مورد آب و هوای فضا همچنین می تواند آسیب جدی به ماهواره ها و سایر سیستم های فضایی وارد کند. به عنوان مثال، یک طوفان ژئومغناطیسی در فوریه 2022 در پرتاب Starlink اختلال ایجاد کرد و در نتیجه این شرکت 38 ماهواره از 49 ماهواره خود را از دست داد. استارلینک برای پیش‌بینی شرایط آب و هوایی به مدل‌های آزمایشی تکیه می‌کرد، اما این مدل‌ها داده‌های کافی نداشتند و نتوانستند به طور دقیق افزایش چگالی جو را در طول طوفان تخمین بزنند. این امر منجر به مقاومت هوا بیشتر از حد انتظار شد و باعث اختلال در عملکرد ماهواره ها شد.

چنین رویدادهایی نیاز به توسعه سیستم های کارآمدی را که می توانند داده های آب و هوای خورشیدی دقیق و مرتبط را ارائه دهند، برجسته می کند. برخلاف آب و هوای زمین، آب و هوای فضا یک پدیده جهانی است که کل سیاره را تحت تاثیر قرار می دهد. بنابراین، پیش‌بینی باکیفیت مستلزم جمع‌آوری و تجزیه و تحلیل داده‌ها از سراسر جهان است که تنها با رویکردی جهانی و همکاری‌های بین‌المللی جامع محقق می‌شود.

برای دستیابی به این هدف، اولین گام ضروری ایجاد یک مخزن جهانی واحد از داده های آب و هوای فضا – دریاچه داده است. این شامل جمع آوری و ذخیره حجم عظیمی از اطلاعات در مورد فعالیت خورشیدی از منابع مختلف مانند فضاپیماها، رصدخانه های زمینی و مراکز تحقیقاتی در کشورهای مختلف خواهد بود. این به جلوگیری از تکه تکه شدن داده‌ها، پر کردن شکاف‌های پیش‌بینی‌ها و ارائه یک درک جامع از آب و هوای فضا برای همه کسانی که به آن نیاز دارند کمک می‌کند.

گام مهم دیگر در جهت توسعه نظارت و تحلیل آب و هوای خورشیدی، ادغام راه حل های نوآورانه در زیرساخت های فضایی است. در حال حاضر، بیشتر اطلاعات در مورد آب و هوای فضا از سیستم‌های بزرگ دولتی و صورت‌های فلکی ماهواره‌ای می‌آیند که داده‌های تکه‌تکه‌شده را با تأخیرهای زمانی زیاد ارائه می‌کنند. در عین حال، حفظ این سیستم ها هزینه قابل توجهی را برای اقتصادهای ملی به همراه دارد و بوروکراسی زیادی را در بر می گیرد. این مشکل را می توان با پرتاب گروه های کوچکی از ماهواره ها به مدار پایین زمین برطرف کرد. این به عنوان یک پشتیبان قابل اعتماد برای مأموریت های علمی پرهزینه عمل می کند و روند مشاهده آب و هوای خورشیدی را بسیار ساده می کند و هزینه ها را کاهش می دهد، از جمع آوری مداوم داده ها و جلوگیری از از دست رفتن اطلاعات مهم در مورد تشعشعات کیهانی در صورت خرابی ماهواره های کلیدی جلوگیری می کند. امروز، ما در Mission Space و تیم‌های Spire Global و Millennium Space Systems فعالانه روی این ابتکار کار می‌کنیم.

عصر جدیدی از امنیت و کشف

مشاهده و تجزیه و تحلیل آب و هوای فضا فقط یک موضوع تحقیقات علمی نیست، بلکه یک نیاز اساسی است که می تواند آینده بشریت در فضا و روی زمین را تغییر دهد. پیشرفت در این زمینه باعث ایجاد فرصت های جدید بسیاری برای تمدن بشری به عنوان یک کل خواهد شد.

سفرهای خارج از فضای نزدیک به زمین امن تر و قابل دسترس تر خواهند شد. پیش‌بینی‌های دقیق آب‌وهوای فضایی به آژانس‌های فضایی اجازه می‌دهد تا مأموریت‌های فضایی عمیق را با حداقل خطر برای فضانوردان و تجهیزات برنامه‌ریزی کنند و راه را برای اکتشاف سیارات فراخورشیدی و سیارک‌ها، از جمله استعمار ماه و مریخ باز کند. انتظار می رود چنین ماموریت هایی تا سال 2030 به یک فعالیت عادی تبدیل شوند.

حفاظت از زیرساخت های زمین تقویت خواهد شد. با درک اینکه چه زمانی و چگونه طوفان های خورشیدی می توانند بر سیاره ما تأثیر بگذارند، ما قادر خواهیم بود از قطع برق که می تواند مناطق مسکونی را بدون برق و گرما رها کند، جلوگیری کنیم، ارتباطات تلفن همراه و دسترسی به اینترنت پایدار را تضمین کنیم و همچنین با محافظت از پروازها در برابر تشعشعات، سفر هوایی ایمن را تضمین کنیم. اثرات طوفان های خورشیدی طوفان های خورشیدی این به بشریت کمک می کند تا از خود در برابر ناراحتی های جزئی و تهدیدهای جدی برای سلامت و ایمنی محافظت کند.

توسعه اقتصاد فضایی تحریک خواهد شد. حفاظت مطمئن در برابر اثرات آب و هوای خورشیدی، گردشگری فضایی، استخراج منابع و ساخت تاسیسات تولید فرازمینی را به واقعیتی جدید تبدیل خواهد کرد.

به این ترتیب، برنامه‌های SpaceX برای استعمار مریخ منعکس‌کننده چشم‌انداز بلندمدت برای توسعه اقتصاد فضایی است. ایجاد سکونتگاه های انسانی در سیاره سرخ نه تنها مستلزم تحقیق و تهیه زیستگاه های جدید در فضا است، بلکه شامل ایجاد مدل های اقتصادی جدید برای استخراج و تولید منابع از منابع فرازمینی خواهد بود. پتانسیل، دوام و ایمنی این پروژه ها تا حد زیادی به تجزیه و تحلیل با کیفیت بالا و پیش بینی شرایط آب و هوایی خورشیدی بستگی دارد.

الکسی شیروبوکوف یک کارآفرین فناوری سریال و سرمایه‌گذار فرشته است که Mission Space، یک شرکت داده‌های آب و هوا و تجزیه و تحلیل فضایی مستقر در لوکزامبورگ را تأسیس کرد. این شرکت عضو کامل فدراسیون بین المللی فضانوردی و بسیاری دیگر از انجمن های علمی و صنعتی هوافضا است.

الکس پوسپخوف یک کارآفرین فناوری سریال و مربی استارتاپ با بیش از 18 سال تجربه در صنعت فناوری است. الکس یکی از بنیانگذاران Mission Space است. او همچنین ستون نویس و سخنران در فوربس، سیلیکون لوکزامبورگ، دلانو، سیفتد، اسپیس تک خلیج و کنفرانس ها و رویدادهای متعدد است.

مربوط