كيف تعامل طاقم أرتميس مع العواصف الشمسية؟

GD&TĐ - يُعد الطقس القاسي في الفضاء أحد أكبر التهديدات التي تواجه البشر عند مغادرة الأرض.

في مهمة أرتميس 2، تقوم ناسا بنشر تقنيات متطورة لحماية الطاقم من العواصف الشمسية والإشعاع الفضائي.

مخاطر الإشعاع في الفضاء الخارجي.

قد تكون الظروف الجوية القاسية في الفضاء مميتة. فعلى سبيل المثال، في أكتوبر/تشرين الأول عام ١٩٨٩، أطلق توهج شمسي هائل سيلًا من البروتونات عالية الطاقة استمر لأيام. ومن منطقة الاحتماء على متن مكوك الفضاء أتلانتس، شاهد رواد الفضاء ومضات ضوئية مبهرة لدرجة أنهم لم يتمكنوا من فتح أعينهم. وقدّر الباحثون لاحقًا أنه إذا كان طاقم المركبة خارج المنطقة الواقية للمجال المغناطيسي للأرض، فقد يواجه مخاطر مميتة.

وقد نبه هذا الحدث صناعة علوم الفضاء إلى مخاطر الطقس الفضائي، مثل العواصف الشمسية والإشعاع وتيارات الجسيمات عالية الطاقة.

مع مهمة أرتميس 2، ولأول مرة منذ عقود، ستغامر البشرية بالخروج من نطاق الحماية التي يوفرها المجال المغناطيسي للأرض، حيث تكون هذه المخاطر أشد وطأة من أي وقت مضى. ومع ذلك، وبعد سنوات من البحث، توصل العلماء إلى حلول للتخفيف من هذه التهديدات.

خلال رحلتها من الأرض إلى القمر، واجهت المركبة الفضائية أوريون ثلاثة مصادر رئيسية للإشعاع، كل منها قادر على إحداث ضرر جسيم بجسم الإنسان.

أولًا، هناك الجسيمات المحتجزة في حزام فان ألين، وهما منطقتان إشعاعيتان على شكل حلقة تحيطان بالأرض، مليئتان بالبروتونات والإلكترونات عالية الطاقة. وعلى الرغم من الخطر، لم يمر طاقم أرتميس 2 بهذه المنطقة إلا لفترة وجيزة، مما حدّ من مستوى التعرض للإشعاع.

أما التهديد الثاني فيأتي من الأشعة الكونية المجرية. وهي جسيمات فائقة الطاقة تسافر بسرعة تقارب سرعة الضوء، وتنشأ من انفجارات نجمية بعيدة. ويكمن الجانب المقلق في أنه عندما تصطدم هذه الجسيمات بالمركبة الفضائية، فإنها تُحفز تفاعلات ثانوية، مُطلقةً جسيمات أصغر حجماً. هذه الجسيمات غير مرئية للعين المجردة، ويمكنها اختراق بدلات رواد الفضاء بسهولة.

أما المصدر الثالث للخطر فهو أحداث الجسيمات عالية الطاقة القادمة من الشمس، مثل العواصف الشمسية والانبعاثات الكتلية الإكليلية. وتحدث هذه الظواهر بوتيرة أكبر خلال فترات النشاط الشمسي المكثف.

كما هو الحال مع الظواهر الجوية المتطرفة على الأرض، تحدث العواصف بشكل عشوائي. يستطيع العلماء التنبؤ بموعد تراكم الطاقة في المناطق النشطة من الشمس بناءً على البقع الشمسية وغيرها من البيانات. مع ذلك، يستحيل التنبؤ بدقة بموعد وصول العاصفة إلى اليابسة.

إن الطريقة الوحيدة لتقليل الضرر هي السفر خلال فترات النشاط الشمسي القوي لأن تيار الجسيمات المشحونة المنبعثة من النجم يخلق طبقة واقية، تشبه المجال المغناطيسي للأرض، تحمي الطاقم من الخطر.

طاقم مهمة أرتميس 2 على متن المركبة الفضائية أوريون.

التكنولوجيا والاستراتيجيات لحماية رواد الفضاء

لمواجهة هذه التهديدات، صممت ناسا مركبة أوريون الفضائية لتكون بمثابة "درع متنقل" لطاقم مهمة أرتميس 2. وفي مهمة أرتميس 1 السابقة، حملت المركبة أجهزة استشعار للإشعاع، مما وفر بيانات بالغة الأهمية ساعدت في تحسين التصميم واستراتيجية الحماية.

من أبرز التحسينات وجود ملجأ مخصص للعواصف. هذه المنطقة، الواقعة في عمق المركبة الفضائية، مُدعّمة بشكل خاص لتقليل تأثير الإشعاع في حال وقوع أي طارئ. عند تلقي إنذار من أنظمة المراقبة، ينتقل رواد الفضاء بسرعة إلى هذه المنطقة، مستخدمين مواد إضافية متوفرة، مثل الحقائب، لتعزيز حمايتهم.

إضافةً إلى ذلك، تلعب أنظمة رصد الطقس الفضائي دورًا بالغ الأهمية. تشغل وكالة ناسا والإدارة الوطنية الأمريكية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA) العديد من الأقمار الصناعية، مثل DSCOVR، الذي يقع على بُعد حوالي 1.6 مليون كيلومتر من الشمس، والقادر على توفير إنذارات مبكرة قبل 15 إلى 60 دقيقة من وصول العواصف إلى الأرض. ومؤخرًا، تم نشر أقمار صناعية أحدث، مثل IMAP وCarruthers وSOLAR-1، مما يسمح بالرصد المستمر للنشاط الشمسي وتحسين دقة التنبؤات.

بفضل نظام الإنذار المبكر، يمتلك مركز التحكم فترة زمنية قصيرة لتحديد مدى خطورة العاصفة. إذا أشارت التوقعات إلى احتمال تعرض رواد الفضاء للخطر، فسيتم إصدار أوامر لهم بالانتقال إلى ملجأ العاصفة الموجود على متن مركبة أوريون الفضائية.

ومع ذلك، بما أن العاصفة الشمسية يمكن أن تستمر لأيام، فإن جدران وهيكل المركبة الفضائية مصنوعة من الألومنيوم والبولي إيثيلين لامتصاص بعض الإشعاع.

مع ذلك، لا يزال التنبؤ الدقيق بتوقيت العواصف الشمسية يمثل تحديًا كبيرًا. إذ لا يستطيع العلماء تحديد مناطق النشاط المحتملة عالية الخطورة إلا بالاعتماد على بيانات مثل البقع الشمسية وأنماط المجال المغناطيسي. ولا تزال الانفجارات الشمسية عشوائية، مما يستلزم وجود أنظمة إنذار واستجابة سريعة وجاهزة باستمرار.

في حالات الطوارئ، لا يجب على رواد الفضاء الاعتماد على التصاميم الموجودة فحسب، بل يجب أن يكونوا قادرين على التكيف أيضاً. بإمكانهم إنشاء "حصون مؤقتة" باستخدام أي مواد متوفرة على متن المركبة لتعزيز الحماية.

بحسب ناشيونال جيوغرافيك

المصدر: https://giaoducthoidai.vn/phi-hanh-doan-artemis-chong-choi-voi-bao-mat-troi-the-nao-post778020.html