يقترح العلماء رش المواد الكيميائية في المجال المغناطيسي للأرض لحمايتنا من العواصف الشمسية القوية
عندما تكون شديدة العواصف الشمسية عند الاندفاع نحو الأرض، فإن خط الدفاع الأول للكوكب هو غلافه المغناطيسي، وهو عبارة عن فقاعة مغناطيسية ضخمة تعمل على تحويل العبء الأكبر من جزيئات الشمس المشحونة الخطيرة. تاريخيًا، حاولت البشرية فقط التنبؤ بالعواصف والاستعداد لتأثيرها.
الآن، ومع ذلك، فريق بقيادة بريان والش اقترحت جامعة بوسطن طريقة جريئة لتعزيز هذا الدفاع الطبيعي بشكل فعال باستخدام أسطول من المركبات الفضائية المصممة لتخفيف تأثير الطقس الفضائي قبل أن يضربه.
ويستخدم هذا المفهوم، الذي يطلق عليه اسم StormWall، عمليات محاكاة حاسوبية لإظهار أن تعزيز الغلاف المغناطيسي يمكن أن يقلل من شدة العاصفة المغناطيسية الأرضية الكبرى بأكثر من النصف. إذا تحقق ذلك، يقول الباحثون إن النظام يمكن أن يحمي الأقمار الصناعية الضعيفة وشبكات الاتصالات العالمية وأنظمة تحديد المواقع والشبكات الكهربائية من الاضطرابات الكارثية المحتملة.
وقال والش في كلمة له: “لقد اعتقد الناس دائمًا أن الفضاء ضخم، والشمس ضخمة، وعلينا فقط أن نجلس هنا ونأخذ كل ما يقدمه لنا”. إفادة. “لكن ما وجدناه هو أنه يمكننا التأثير عليه.”
أثناء الانفجارات الشمسية القوية بشكل خاص، يمكن اختراق الدرع الطبيعي للأرض من خلال عملية تسمى إعادة الاتصال المغناطيسي. عندما تكون المجالات المغناطيسية التي تحملها الرياح الشمسية متوافقة تمامًا مع الأرض المجال المغنطيسي، يتم ربطهما معًا بشكل مؤقت. وهذا يفتح مسارًا سماويًا، مما يسمح لكميات هائلة من الطاقة الشمسية بالتدفق إلى الفضاء القريب من الأرض وإثارة العواصف المغناطيسية الأرضية.
تم تصميم مفهوم StormWall لمقاطعة هذه العملية. سيقوم النظام بنشر ست مركبات فضائية في مدار متزامن مع الأرض. سيحمل كل قمر صناعي مخازن من “مادة التحميل الشامل” – مواد مثل الباريوم أو الليثيوم أو الصوديوم أو الكالسيوم – والتي يمكن تخزينها بأمان على شكل مادة صلبة أو سائلة وتبخيرها عند الطلب.
إذا تم الكشف عن عاصفة شمسية خطيرة تتجه نحو الأرض، فإن مراقبي المهمة سيأمرون الأسطول بإطلاق المواد. وتشير الدراسة إلى أن ضوء الشمس سوف يؤين الجسيمات المتبخرة بسرعة، ويحولها إلى سحابة من البلازما المشحونة كهربائيا.
سوف تنجرف هذه البلازما الاصطناعية نحو حافة الغلاف المغناطيسي المواجهة للشمس، مما يزيد من سماكة الحدود بين الأرض والرياح الشمسية القادمة. ومن خلال إضافة كتلة إلى هذه الحدود الحرجة، وجد الفريق أنه يمكن أن يوقف كفاءة إعادة الاتصال المغناطيسي، مما يجبر الطقس الفضائي القاسي على الارتداد حول كوكبنا وتجاوزه.
وقال والش في البيان: “الأمر يشبه الناس في القرية الذين يرون فيضان النهر – ربما يمكنهم التنبؤ بموعد حدوث ذلك، ولكن ربما يكون الأفضل هو أن يتمكنوا من بناء جدار ضد العاصفة”. “وهذا ما نقترحه هنا.”
ولاختبار مدى جدوى هذا المفهوم، قام الباحثون بمحاكاة العاصفة المغناطيسية الأرضية التاريخية في مايو 2024، والتي تسمى غالبًا عاصفة عيد الأم. أعاد أحد النماذج إنشاء الحدث في ظل الظروف العادية، بينما قام نموذج آخر بمحاكاة العاصفة باستخدام درع البلازما StormWall النشط.
وأظهرت النتائج أنه على الرغم من أن StormWall لن يزيل العاصفة المغناطيسية الأرضية بالكامل، إلا أنه يمكن أن يقلل من شدتها بأكثر من 50%، وفقًا للدراسة. تشير الورقة البحثية إلى أنه من خلال تعطيل تدفق الطاقة عند حدود الغلاف المغناطيسي، فإن البلازما الاصطناعية ستجبر الطقس الفضائي على الارتداد حول كوكبنا وتجاوزه.
وقال والش في البيان: “عندما تطبق بعض الفيزياء الجادة عليها، فإنها تنجح”. “ومقدار الكتلة التي نحتاجها، وقدرات الإطلاق – كل ذلك في حدود قدراتنا.”
ولتوفير تغطية كافية، سيحتاج الأسطول بشكل جماعي إلى حمل حمولة تعادل حوالي اثنتي عشرة شاحنة نفط، وفقًا للبيان. لن يكون ذلك مكلفًا، وستتفاقم التكاليف بشكل أكبر بسبب حقيقة أنه بمجرد إطلاق الحمولة وتأينها ضوئيًا، سيكون النظام ميتًا وغير قادر على تجديده – مما يجعله حلاً “فرديًا”.
ومع ذلك، بينما تضخ الشركات الخاصة المليارات في البنية التحتية المدارية وتفكر في إطلاق مراكز بيانات فضائية، يرى والش وفريقه أن الحسابات المالية يمكن أن تميل قريبًا لصالح مثل هذا الدفاع الاستباقي.
وتقر الدراسة أيضًا بأن تعديل النظام المترابط يتطلب تقييمًا دقيقًا للعواقب غير المقصودة. وتضيف أن خطر التلوث طويل المدى باستخدام نهج StormWall منخفض، لأن البلازما الاصطناعية ستترك النظام “بسرعة نسبية”، حيث تجرفها الرياح الشمسية في غضون ست ساعات تقريبًا بدلاً من العودة إلى الغلاف الجوي للأرض.
ونظرًا لأن الغلاف المغناطيسي يغطي الكرة الأرضية بأكملها، فإن StormWall سيكون بمثابة درع جماعي للكوكب بأكمله، كما يقول الباحثون.
وقال والش في البيان: “إذا قمت ببنائها، وإذا تم نشرها، فإنها ستساعد جميع الناس على هذا الكوكب”. “لا يمكنك تحقيق ذلك بطريقة تساعد دولة واحدة فقط ومجموعة واحدة من الأقمار الصناعية.”
تم نشر المزيد من التفاصيل حول هذا المفهوم في 2 يونيو في في مجلة طقس الفضاء.
المصدر الأصلي: www.space.com
