كيف تدمر العواصف الشمسية الأقمار الاصطناعية؟
كثيرا ما تتسبب العواصف الشمسية بتدمير الأقمار الاصطناعية وتلفها، لتبرز تساؤلات عن أسباب وقوع تلك الكوارث الفضائية، وعن أفضل الحلول للتصدي لها.
في 4 فبراير/شباط الماضي، أطلقت شركة سبيس إكس المملوكة للملياردير إيلون ماسك 49 قمرا اصطناعيا كجزء من مشروع ستارلينك للإنترنت، لكن معظمها احترق في الغلاف الجوي بعد أيام، جراء عاصفة شمسية مغناطيسية كلفت الشركة خسائر وصلت إلى حوالي 50 مليون دولار.
وتحدث العواصف الشمسية عندما يصطدم طقس الفضاء بالأرض ويتفاعل معها، ويُعزى سببها إلى تقلبات داخل الشمس تؤدي إلى نفث دفقات قوية من الإلكترونات والبروتونات وجسيمات أخرى.
ويُحدث طقس الفضاء مخاطر جمة على المركبات والآلات في الفضاء، ويتسبب في أضرار بجميع ما يسبح في مدار كوكبنا.
ولعل أبرز أسباب العواصف المغناطيسية هو القذف الكتلي الإكليلي، أو ما يُعرف بانفجارات البلازما على سطح الشمس، فضلا عن الرياح الشمسية الهاربة من ثقوب البلازما؛ وهي بقع منخفضة الكثافة في الغلاف الجوي الخارجي للشمس.
ولولا المجال المغناطيسي للأرض لشكلت الانبعاثات الشمسية خطرا محدقا بجميع أشكال الحياة على الأرض جراء تعرضها لها بشكل مباشر.
ويمتص المجال المغناطيسي للأرض معظم طاقة الشمس يوميا، ولكن في العواصف القوية قد يتعرض مجالنا المغناطيسي لحمولة زائدة، فتنتقل الطاقة إلى الطبقات العليا من الغلاف الجوي قرب القطبين، ليتشكل الشفق القطبي.
لكن ذلك يُحدث أيضا تغيرات في الغلاف الجوي العلوي، قد تتسبب في الإضرار بالمركبات الفضائية والأقمار الاصطناعية.
وتسبب الطاقة الزائدة في ارتفاع حرارة الغلاف الجوي وتمدده، ما يؤدي إلى زيادة في كثافة طبقة الثيرموسفير التي تدور فيها الأقمار الاصطناعية.
وزيادة الكثافة تعني زيادة في قوة السحب المطبقة على الأقمار الاصطناعية، ما يهدد بسقوطها واحتراقها، كما حدث مع شركة ستارلينك.
وتتسبب الزيادة الكبيرة في الإلكترونات عالية الطاقة داخل الغلاف المغناطيسي في اختراق حماية المركبات الفضائية وتراكمها داخل أجهزتها الإلكترونية، وعند حدوث تفريغ ينتج عنها ما يشبه صاعقة صغيرة تتلف جميع الإلكترونيات.
ومن الآثار الخطيرة أيضا تغيير الأشعة والجسيمات لإشارة الخروج من الأجهزة الإلكترونية، ما يسبب أخطاء في النظم الإلكترونية للمركبات الفضائية، تتراوح بين أخطاء صغيرة قابلة للإصلاح وبين فشل القمر الاصطناعي بالكامل.
ومع ازدياد اعتمادنا على الأقمار الاصطناعية في جميع المجالات، أصبحت حمايتها أمرا لا غنى عنه.
وأحد أبرز أساليب الحماية يكمن في زيادة حماية المواد الإلكترونية من الإشعاع أو تطوير مواد أكثر مقاومة للإشعاع، ولكن ذلك لا يقي من أضرار العواصف الشديدة.
وقد يؤدي تحسن قدراتنا على التنبؤ بالعواصف الشمسية، بالحد من الأضرار، من خلال إغلاق الإلكترونيات الحساسة في الأقمار الاصطناعية أو إعادة توجيهها، رغم أن قدراتنا الحالية على التنبؤ لا تزال ضعيفة؛ وفقا لموقع ساينس أليرت.
