ساخت سپر غول پیکر در اطراف زمین به منظور حفاظت در برابر شراره های خورشیدی

ساخت سپر غول پیکر در اطراف زمین ، ایده جدیدی است که گروهی از دانشمندان به منظور حفاظت در برابر شراره های خورشیدی آن را مطرح کرده‌اند.

شراره‌های خورشیدی از انفجارهای بزرگ در اتمسفر خورشید به وجود می‌آیند. انفجارهایی که آزاد شدن حجم عظیمی از انرژی‌های مخرب را در پی داشته و نگرانی‌های بسیاری را ایجاد می‌کنند. در دنیای مدرن امروزی، فعالیت‌های انسان وابستگی بسیاری به تجهیزات پیشرفته و زیرساخت‌های برق دارد. اگر سیستم‌های الکتریکی دچار مشکل شوند، سیستم کنترل وضعیت آب و هوا خاموش شده و تمامی کامپیوترهای ما خاموش خواهند شد. چنین رویدادی می‌تواند ضرر و زیان‌ بسیاری را به تجارت‌های الکترونیکی و سیستم‌های ارتباطی تحمیل کند.

اما علاوه بر این، فعالیت‌های انسان در قرن 21، به طور فزاینده‌ای به زیرساخت‌های موجود در مدار نزدیک زمین (LEO) وابسته است.

ماهواره‌های مخابراتی بسیاری در فضا قرار دارند. گذشته از آن، بسیاری از سیستم‌های مسیریابی بر روی زمین نیز به کمک ماهواره‌هایی کار می‌کنند که در همین ناحیه مشغول به کارند.

به همین دلیل است که فعالیت‌ شراره‌های خورشیدی، یک خطر جدی برای زندگی انسان به شمار می‌رود. به دنبال رسیدگی به این مشکلات، گروهی از دانشمندان دانشگاه هاروارد (Harvard University) اخیرا مقاله‌ای را ارائه کرده‌اند که راهکاری جسورانه را برای مقابله با این خطرات پیشنهاد می‌کند: ساخت سپر غول پیکر در اطراف زمین و قرار دادن آن در فضا!

این مطالعه که توسط دو دانشمند با نام‌های Manasavi Lingam و Abraham Loeb از مرکز اخترفیزیک هاروارد-اسمیتسونین (Harvard Smithsonian Center for Astrophysicist) انجام گرفته، اخیرا به صورت آنلاین تحت عنوان «تاثیرگذاری و استراتژی کاهش دادن خطرات ناشی از شراره های خورشیدی» (Impact and Mitigation Strategy for Future Solar Flares) منتشر شده است.

به عقیده دانشمندان، احتمال وقوع خرابی‌های ناشی از شراره‌های خورشیدی، در مقایسه با سال‌های قبل بسیار افزایش داشته است؛ چرا که سالانه تجهیزات بیشتری در مدار نزدیک زمین قرار می‌گیرند.

نگرانی‌های موجود در رابطه با شراره‌های خورشیدی از حدود 150 سال قبل و همزمان با طوفان خورشیدی سال 1859 آغاز شد. از آن زمان به بعد، تلاش‌های بسیاری برای مطالعه دقیق‌تر این پدیده صورت گرفته است.

به لطف پیشرفت‌هایی که در 200 سال گذشته از نظر نجوم و اکتشافات فضایی صورت گرفته، امروزه بشر توانسته به اطلاعات کامل‌تری از پدیده‌ای تحت عنوان «آب‌وهوای فضا» دست پیدا کند.

در عین حال، افزایش وابستگی‌های بشریت به زیرساخت‌های انرژی الکتریکی و تجهیزات موجود در مدار نزدیک زمین، ما در معرض آسیب‌پذیری بیشتری نسبت به گذشته هستیم.

در واقع اگر رویداد طوفان خورشیدی سال 1859 امروز به وقوع پیوسته بود، آسیب‌های جهانی شبکه‌های برق، ارتباطات ماهواره‌ها و بسیاری دیگر از فعالیت‌های روزمره ما با مشکل جدی مواجه می‌شد.

بر اساس گزارش سالانه سازمان مطالعات فضایی در سال 2009، وقوع این پدیده احتمالی در عصر فعلی، 10 تریلیون دلار تلفات اقتصادی را در پی دارد که جبران آن تا چندین سال به طور خواهند انجامید.

دانشمندان بر این باورند که این رویداد بالقوه، همواره در شرف وقوع است و امروزه اهمیت بسیار اندکی را برای آن قائل هستیم! Abraham Loeb در این باره می‌گوید:

در زمینه خطرات آسمانی، امروزه برخورد سیارک‌ها در مرکز توجهات هستند و کمتر کسی به خطرات ناشی از شراره‌های خورشیدی توجه می‌کند!

این سیارک‌ها موجب نابودی دایناسورها و تغییر اقلیمی بسیاری در سراسر زمین شدند. ولی همواره باید توجه داشت که شراره‌های خورشیدی تاثیراتی بیولوژیکی دارند و گذشته از آن، ممکن است خرابی‌های عظیمی را برای تکنولوژی‌های ما به ارمغان آورند.

ولی تا قرن گذشته، تجهیزات تکنولوژی زیادی در مدار زمین نبود. اما در عصر فعلی، تکنولوژی بشر روز به روز در حال افزایش است. بنابراین خطرات ناشی از شراره‌های خورشیدی در کمین تجهیزات تکنولوژیکی ما هستند.

برای حل این مسئله، دانشمندان یک مدل ریاضی ساده را برای ارزیابی خسارات اقتصادی ناشی از فعالیت شراره‌های خورشیدی توسعه دادند. این مدل، افزایش خطرات ناشی از وقوع این پدیده را بر اساس 2 فاکتور مختلف مطرح می‌کند.

اول اینکه باید این واقعیت را مدنظر داشت که انرژی یک شراره خورشیدی در طول زمان افزایش پیدا می‌کند. با ترکیب مورد اول با مسئله پیشرفت بی‌وقفه تکنولوژی و دستاوردهای بشر، این خطرات رفته رفته آسیب‌های بسیار بزرگ‌تری را برای ما رقم خواهند زد.

چیزی که برای دانشمندان روشن شد این بود که در مقیاس زمانی طولانی‌تر، حتی نادرترین نوع شراره‌های خورشیدی نیز در کمین آسیب رساندن به تجهیزات تکنولوژیکی بشر خواهند بود.

با حضور فزاینده فضاپیماها و ماهواره‌ها در مدار نزدیک زمین، این امر عاقبت خوشی را برای ما در پی نخواهد داشت. Loeb در این باره می‌گوید:

پیش‌بینی فعلی ما این است که در حدود 150 سال آینده، وقوع یک فاجعه بزرگ توسط شراره‌های خورشیدی، نزدیک به 20 تریلیون دلار ضرر مالی را بر اقتصاد ایالات متحده تحمیل خواهد کرد. این ضرر چشم‌گیر، حتی تا زمانی که توسعه تکنولوژی اشباع شود، افزایش خواهد داشت.

این پیش‌بینی تاکنون انجام نگرفته بود. ما همچنین یک ایده جدید برای جلوگیری از وقوع چنین فاجعه‌ای را در نظر داریم. با ساخت سپر غول پیکر در اطراف زمین می‌توان ذرات پرانرژی آن را توسط این سپر مغناطیسی دریافت و میزان آسیب‌های وارده را به حداقل مقدار خود رساند.

ساخت سپر غول پیکر در اطراف زمین ، ایده جدیدی است که برای مقابله با خطرات ناشی از شراره‌ های خورشیدی مطرح می‌شود. این سپر در نقطه لاگرانژی 1 (Lagrange Point 1) در فاصله بین زمین و خورشید قرار داده می‌شود؛ جایی که می‌تواند ذرات باردار را منحرف کرده و از آسیب رسیدن به تجهیزات موجود در مدار نزدیک زمین جلوگیری کند.

در این راهکار پیشنهادی، ساخت سپر غول پیکر در اطراف زمین قرار است که با روشی مشابه با عملکرد طبیعی میدان مغناطیسی زمین از وقوع خطرات ناشی از شراره های خورشیدی جلوگیری کند. بر اساس ارزیابی دانشمندان، امکان ساخت سپر مغناطیسی در مدار زمین وجود داشته و چندان هم دور از ذهن نیست.

این دو دانشمند حتی موفق شدند که یک زمان‌بندی تقریبی را نیز برای ساخت این سپر تنظیم کنند، البته باید توجه داشت که هزینه‌های ساخت سپر غول پیکر در اطراف زمین بسیار بیشتر از آن چیزی‌ست که تصور می‌کنیم! بر اساس برآورد‌های اولیه، تا پایان قرن فعلی می‌توان این سپر را در اطراف سیاره زمین قرار داد و هزینه ساخت آن در مقایسه با تلفات احتمالی این رویداد خطرناک، بسیار ناچیز است. Loeb در این باره می‌گوید:

پروژه مهندسی مربوط به ساخت سپر غول پیکر در اطراف زمین تنها در چند دهه عملی خواهد شد.

هزینه لازم برای قرار دادن این سپر مغناطیسی در فضا، 100 میلیارد دلار خواهد بود. این رقم بسیار کمتر از زیان‌های اقتصادی ناشی از وقوع فاجعه شراره‌های خورشیدی است.

جالب است بدانید که ایده ساخت سپر مغناطیسی برای محافظت از سیارات، پیش‌تر نیز مطرح شده بود. برای مثال، ساخت سپر محافظ، موضوعی بود که در نمایشگاه Planetary Science Vision 2050 Workshop نیز توسط دانشمندان ناسا مطرح شد.

این سپر، به عنوان ابزاری جهت بهینه‌سازی اتمسفر مریخ پیشنهاد شد تا بتوان شرایط سیاره سرخ را برای سفر انسان‌ها محیا کرد.

در طول این نمایشگاه، قسمتی تحت عنوان «آینده محیطی سیاره مریخ برای علوم و اکتشاف» (A Future Mars Environment for Science and Exploration) به نمایش درآمد که در آن جیم گرین، مدیر بخش سیاره‌شناسی ناسا به صحبت درباره نحوه عملکرد این سپر پرداخت. این سپر مغناطیسی قادر است که اتمسفر مریخ را در برابر طوفان‌ های خورشیدی محافظت کند. علاوه بر این، وضعیت آب‌وهوای مریخ به شرایط مناسبی خواهد رسید و امکان جاری بودن آب مایع در این سیاره فراهم خواهد آمد.

نتایج این مطالعه در مورد سیارات فراخورشیدی نیز جالب توجه است. در سال‌های اخیر، سیارات خاکی بسیاری در مدار ستاره‌های نوع M (کوتوله قرمز) کشف شده‌اند. به علت نزدیک بودن این سیاره‌ها به ستاره مادر و طبیعت ناپایدار ستاره‌های کوتوله قرمز، حیات‌پذیری این جهان‌ها برای دانشمندان در هاله‌ای از ابهام قرار گرفته است.

به طور خلاصه، دانشمندان دریافته‌اند که درطول چند میلیارد سال، سیارات سنگی که در نزدیکی ستاره‌های خود قرار دارند، در قفل گرانشی قرار می‌گیرند. این امر سبب می‌شود که سطح این سیارات در معرض خطرات ناشی از شراره‌های خورشیدی قرار گرفته و اتمسفر آنان از بین برود. در همین راستا، سپرهای مغناطیسی می‌توانند به عنوان راهکاری مناسب برای ایجاد اقامتگاه‌های فراخورشیدی مورد استفاده قرار گیرند.

ساخت سپر غول پیکر در اطراف زمین در نقطه لاگرانژی 1، می‌تواند به تمامی نگرانی‌های موجود در رابطه با طوفان‌ها و شراره‌های خورشیدی خاتمه دهد.

همچنین این مطالعه می‌تواند برای پارادوکس فرمی (Paradox Fermi)، یک راهکار جدید را پیشنهاد کند. زمانی که برای جستجوی یک نژاد بیگانه از موحودات فضایی به آسمان نگاه کنیم، نژادهای هوشمند احتمالا یک سپر مغناطیسی در حال چرخش را در اطراف ستاره‌های خود قرار داده‌اند.

تاکنون چندین نشانه مشابه با این سازه، در اطراف ستاره‌های دوردست مشاهده شده است. Leob در تشریح این سازه‌ها می‌گوید:

ساخت سپر غول پیکر در اطراف سیاره ، می‌تواند تاثیر مستقیمی بر روند روشنایی ستاره مادر داشته باشد. بیگانگان نیز ممکن است چنین پروژه‌ای را در مورد سیاره خود به اجرا درآورده باشند. به عنوان مثال، رفتارهای عجیب در روشنایی ستاره تابی ، یکی از مرموزترین این موارد به شمار می‌رود.

این وضعیت شباهت بسیاری به کره دایسون (Dyson) دارد. اما به جای استفاده از انرژی ستاره، این سازه قصد دارد که یک تمدن تکنولوژیکی در یک سیاره را از شراره های ستاره مادر محافظت کند.

این یک نتیجه‌گیری جالب است و همزمان با پیشرفت روزافزون تکنولوژی، حضور انسان در فعالیت‌های فضایی نیز افزایش پیدا می‌کند. به همین دلیل، پیش‌بینی رویدادهای خصمانه فضا می‌تواند ما را در برابر خطرات محافظت کند.

گذشته از این‌ها، جستجوهای آینده بشر برای موجودات فرازمینی وارد مرحله جدیدی می‌شود؛ چرا که ممکن است نژادهای دیگری از موجودات بیگانه، در منظومه‌های همسایه قرار داشته باشند.