مقاله، آن هم علمي!

سلام! پستاي نجومي‌مو دوباره شورو كردم!:دي

تا يك سال قبل تو چكيده وبلاگ‌ها و وبگاه‌هاي فضايي و نجومي  مي نوشتم، هنوز مطالب‌م هستند اون جا. اما چون اسم‌ از ليست نويسنده‌ها حذف شده بايد يه كم بگرديد!

زود لينك وبلاگ گروهي‌اي كه اين سري توش مي‌نويسم (سپهر نيلگون) رو مي‌ذارم اين جا.

---------------------------------------------------

هیچ وقت فکر می‌کردید که فضا بتواند سیفون توالت خانه‌ی شما را خراب کند؟

 قصد دارم در مورد یکی از موضوعات مورد علاقه‌م –هوای فضا- بنویسم.

اولین برخورد من با این موضوع  3سال پیش طی جمع‌آوری اطلاعات (همان کاری که در دبیرستان اشتباها به آن "تحقیق" می‌گويند) درمورد شفق‌های قطبی اتفاق افتاد:

هوای فضا پدیده‌ای‌ست که توسط تشعشعات و ذرات باردار گسیل شده از خورشید و ستاره‌های دیگر بوجود می‌آيد. بنابراین وضع هوای فضا را بر‌هم‌کنش بین خورشید و فضای بین‌سیاره‌ای و زمین تعیین می‌کند. چرخه‌ی 11 ساله‌ی فعالیت‌های خورشیدی منشا بسیاری از تغییرات هوای فضاست. ما 3 معیار داریم برای ارزیابی میزان فعالیت خورشیدی: لکه‌های خورشیدی، شراره‌های خورشیدی و پرتاب توده‌‌های خورشیدی(CME). تعداد هر سه‌ی این‌ها درطول ماکسیمم‌های چرخه‌ی خورشیدی افزایش پیدا می‌کند.

اثرات این پدیده واقعا متعدد و مختلف هستند و بخشی‌ از آن‌ها به فناوری‌ ساخت بشر در زمین و فضا ربط دارند. به خاطر همین هم این روزها پیش‌بینی دقیق وضع هوای فضا مسئله‌ای بیش‌تر از کنجکاوی علمی صرف محسوب می‌شود.

شروع مشکل از آن جاست که نیروی برق، سنگ‌بنای فناوریِ جامعه‌ی مدرنِ امروز است و همه‌ی زیرساخت‌ها و خدمات دیگر به آن بستگی دارند. اما در عین حال خیلی مقابل هوای فضا آسیب‌پذیر است. جریان‌های زمینی که در طول طوفان‌های ژئومغناطیسی القا می‌شوند می‌توانند سيم‌پيچ‌های مسی ترانسفورماتورها را در قلب بسیاری از سیستم‌های برق‌رسانی ذوب کنند. خطوط قدرت گسترده مثل آنتن عمل می‌کنند و با سوار کردن جریان مشکل را در منطقه‌ی وسیعی گسترش می‌دهند. مثلا در سال 89 میلادی معروف‌ترین برق‌رفته‌گی ژئومغناطیسی طی یک طوفان خورشیدی اتفاق افتاد و 6 میلیون نفر در کبک 9 ساعت بدون برق ماندند.

شبكه‌های برق نسبت به قبل خیلی آسیب‌پذیرتر شده‌اند. علت این موضوع ، "وابسته‌گی درونی" است. در سال‌های اخیر صنايع همه‌گاني شبكه‌ها را به هم پیوند دادند که بتوانند برق ارزان را از فواصل دور به مناطقی که نیاز ناگهانی پیش می‌آيد منتقل کنند. مثلا ممکن است مردم لوس‌آنجلس سیستم تهویه هواي خود را با برقی که از ايالت اورگن میاد به کار بيندازند. این از نظر اقتصادی به صرفه‌ست ولی لزوما صرفه‌ی ژئومغناطیسی ندارد!  برای این که خوب متوجه بشوید که وابسته‌گی درونی چه طور سیستم‌ها را آسیب‌پذیرتر کرده‌است به بازی‌اي‌ فکر کنید که در آن مهره‌ها را نزدیک به هم می‌چینیم و با انداختن یک مهره همه‌ به ترتیب می‌افتند...

اگر به طوفان بزرگ مغناطيسي ماه مي 1921 نگاه كنيد كه جريان‌هاي زميني‌اش ده برابر جريان‌هاي طوفان كبك بودند و تاثيرش را روي شبكه‌هاي برق فعلي شبيه‌سازي كنيد متوجه مقياس خسارت مي‌شويد. بيش‌تر از 350 ترانسفورماتور در معرض خط خرابي دائم خواهند بود و 130 ميليون نفربدون برق مي‌مانند. اين بي‌برقي تا سازمان‌هاي اجتماعي پيش مي‌رود چون توزيع آب تحت تاثير آن قرار مي‌گيرد و غذاهاي فاسدشدني و داروها طي 12 تا 24 ساعت از دست مي‌روند و در كنار اين‌ها سيستم گرمايشي و تهويه هوا، فاضلاب و تلفن از كار مي‌افتند.

مفهوم هم‌بسته‌گي دروني به وضوح در بي‌آبي ناشي از قطع طولاني‌مدت برق، و غيرممكن بودن راه‌اندازي ژنراتورهاي برقي بدون آب مشخص مي‌شود.

بزرگ‌ترين طوفان الكترومغناطيسي ثبت‌شده حادثه‌ي كارينگتون آگوست 1859 است (كارينگتون نام منجمي است كه شراره‌ي در حال تحريك شدن را هنگام پراجكت كردن تصوير خورشيد روي صفحه‌ي سفيد، با چشم غير مسلح ديد.).  فعاليت ژئومغناطيسي با افجار خطوط الكتريكي تلگراف، شوكه كردن تكنيسين‌ها و به آتش كشيدن كاغذ‌هاي تلگراف‌شان شروع شد! نورهاي شمالگان (شفق‌هاي نيم‌كره‌ي شمالي) تا مناطقي به جنوبي بودن كوبا و هاوايي سركشيدند و شفق‌ها برفراز كوه‌هايراكي آن قدر روشن بودند كه افراد در اردوگاه‌ها بيدار و مشغول درست كردن صبحانه شدند!

 اگر اين اتفاق در اين زمان مي‌افتاد، آشفتگي‌هاي اجتماعي و اقتصادي فراواني به بار مي آورد. قطعي برق با قطع شدن راديو و اشكال در كار ماه‌واره‌ها هم‌راه مي‌شد. مخابرات تلفني، جي.پي.اس، امور بانكي و اقتصادي و حمل‌و‌نقل، همه تحت‌الشعاع قرار مي‌گرفتند. بعضي از اين مشكلات با تمام شدن طوفان به‌ خودي خود حل مي‌شوند، مثلا راديو و جي.پي.اس. اما حل برخي ديگر مثل ترانسفورماتورهاي چند تنيِ سوخته، ممكن است هفته‌ها يا ماه‌ها طول بكشد. خسارت اقصادي كلي در سال اول مي تواند به 2تريليون دلار، تقريبا بيست برابر خسارت طوفان كاترينا برسد.

اما راه حل چيست؟ زيرساخت‌هاي مقاوم‌تر در مقابل آشوب‌هاي ژئومغناطيسي و پيش‌بيني قوي‌تر هواي فضا. مورد دوم خيلي كليدي است. اگر صنايع همه‌گاني و ماه‌هواره‌ها به نحوي از آمدن يك طوفان پيشاپيش آگاه شوند مي توانند براي كاهش خسارات اقداماتي مثل قطع كردن سيم‌ها، پوشش دادن تجهيزات الكتريكي آسيب‌پذير و خاموش كردن سخت‌افزارهاي مهم انجام دهند. به هر حال چند ساعت بي‌برقي به‌تر از يك هفته است!

حالا دومين برخورد قابل توجه من با پديده‌ي هواي فضا اهميت مي‌يابد. اين برخورد هنگام مطالعه‌ي پايان‌نامه‌ي يكي از دوستان اتفاق افتاد كه بر طراحي سيستم آلارم براي آشوب‌هاي الكترومغناطيسي تمركز كرده‌بود. در پست‌هاي بعدي خلاصه‌اي از مطالب اين پايان‌نامه ارائه مي‌دهم.

در اين لحظه، هيچ كس نمي‌داند طوفان خورشيدي بعدي كي به سراغ‌مان مي‌آيد. شايد 100 سال بعد، شايد فقط 100 روز بعد! دفعه‌ي بعد كه از سيفون توالت‌تان استفاده مي‌كنيد، حتما به اين موضوع فكر كنيد!