ماهو الطقس الفضائي .. تعريف الطقس الفضائي . الكون والفضاء
يعرف الطقس على الأرض
بأنه هو مجموعة من الحالات البيئية المتغيرة باستمرار في جونا،
تشتمل المتغيرات على درجة الحرارة وضغط الهواء وسرعة واتجاه الرياح والرطوبة والمطر، وهكذا.
أما الطقس الفضائيئي فهو مجموعة من الشروط البيئية المتغيرة باستمرار في الفضاء
ضمن نظامنا الشمسي.
تشتمل عناصرها على إشعاعات كهرومغناطيسية
والريح الشمسية المتكونة من جزيئات مشحونة والتي تتدفق خارجة من الشمس بقوة هالات لفظ الكتلة.
وهالات لفظ الكتلة هي إنفجارات في هالة الشمس التي تقذف بجزيئات شمسية، قد تصل إلى عشرة تريليون (10,000,000,000,000) كيلوجرام من المادة يمكن أن تقذف من خلال الرياح الشمسية، مما يؤثر على النشاط الجيومغناطيسي للكواكب المحيطة بالشمس.
وهذه الظاهرة تحدث بدون سابق إنذار أو شواهد قبلها، فالهدوء النسبي في جو الشمس يمكن أن
يمزقه عدة إنفجارات مفاجئة بمقاييس ما زالت مجهولة لدينا. فالأحداث الهائلة للطاقة المثيرة تمتد على سطح الشمس المرئي، فجأة وبدون سابق إنذار ينقلب الحال وتنفتح وتنفث محتواها منطلقة إلى الخارج متحررة ومتحدية بذلك جاذبية الشمس الهائلة.
الطقس الفضائي يبدأ في الشمس
تعتبر الشمس هي المحرك أو المولد الأساسي للطقس الفضائي.
فالعواصف على الشمس والتي هي على شكل إنفجارات شمسية وانبعاث للكتلة منها، يمكن أن يطلق زخات من أمطار الإشعاع والحقول المغناطيسية القوية إلى الفضاء. ونحن على الأرض نتابع التأثيرات المحلية للطقس الفضائي، بمعني تلك العواصف التي توجه نحو الأرض وتؤثر على كوكبنا.
الطقس الفضائي في الأرض وفي الفضاء القريب من الأرض
وكما هو معروف في علم الطوبوغرافيا الأرضية عندما تصطدم كتلة باردة بسلسلة جبلية سوف تتأثر الأحوال الجوية في هذا المكان، وبنفس الطريقة عندما تصطدم نبضة قوية من الريح الشمسية المتولدة من الحقول المغناطيسية للشمس بحقل الأرض المغناطيسي، تتفاعل الريح الشمسية وغلاف الأرض المغناطيسي بطرق معقدة لتؤثر تلك العاصفة في النهاية على الأرض وعلى الفضاء القريب من الأرض.
التغيرات قصيرة والطويلة الأجل في الطقس الفضائي
نعلم أن الشمس قد تغيرت تغيرا جوهريا خلال بلايين السنين التي مرت من عمرها في تاريخ نظامنا الشمسي، الأمر الذي نتج عنه تغير مناخي طويل الأجل يؤثر في الطقس الفضائي. ويصلنا بعض من الطقس الفضائي كعواصف قصيرة الأجل التي يمكن أن تستمر من دقائق إلى ساعات أو قد تصل إلى أيام. وحيث أن الشمس تمر بمراحل في مستواها من النشاط الذي قد تستمر المرحلة منها سنوات وربما تمتد إلى عقود، مما يسبب اختلافات طويلة الأجل في الطقس الفضائي،
تأثير الطقس الفضائي على الناس والمجتمع الإنساني
قد نتسأل لماذا نهتم بدراسة الطقس في الفضاء؟، بما أن ضوء الشمس هو المحرك الأساسي لطقس الأرض، فإن اختلافات في نواتج الشمس قد تؤثر على الطقس والمناخ على الأرض. كما أن الإشعاعات من عواصف الطقس الفضائي يمكن أن يعرض رواد الفضاء للخطر ويمكن أن يتلف ويحطم الأقمار الصناعية، مثل تلك المستعملة للاتصالات مثل الهاتف الخلوي. بعض شبكات الطاقة الكهربائية تأثرت من جراء العواصف الشمسية القوية خصوصا مثل تلك العواصف التي يمكن أن تكون مصدر جمال للشفق القطبي بالإضافة إلى الدمار. العروض الرائعة للشفق القطبي سببها إصطدامات جزيئات نشطت جراء العواصف الشمسية بالغازات في الغلاف الجوي العلوي للأرض.
لذا فالرياح الشمسية لها تأثيرها على البيئة في الأرض، فالإشعاع الحاد من الشمس والذي يصلنا بعد ثمان دقائق تقريبا بعد صدرها يمكن أن يغير الغلاف الجوي الخارجي للأرض، ويتسبب في عرقلة الاتصالات الإذاعية طويلة الموجة وايضا من الممكن أن تغير من مدارات الأقمار الصناعية. والجزيئات النشطة جدا المدفوعة بموجة الاصطدام يمكن أن تعرض رواد الفضاء للخطر المميت أو قد يحدث تدمير للأجهزة الإلكترونية على الأقمار الصناعية. هذه الجزيئات النشطة المبدئية تصل إلى الأرض بعد ساعة تقريبا، وتصل الهالات المدمرة الفعلية إلى الأرض بعد يوم واحد إلى أربعة أيام من بعد الانفجار الأول، وتؤدي إلى تكون عواصف جيومغناطيسية قوية.
الشفق القطبي وتعتيم الطاقة الكهربائية وأية من هذه التفاعلات الشمس-أرضية تراقب وتدرس من قبل العلماء بواسطة المراقب الارضية أو الاقمار الصناعية التي اطلقت لهذا الغرض، حتى تعطينا فكرة شاملة عن هذا الطقس او تعتبر كأجهزة إنذار تنذرنا بما سيصنا قبل تقريبا ساعة من الحدث.
ويمكن متابعة احوال الطقس الفضائي أول بأول
(ولكن بفارق عشر دقائق)
تبع العواصف الشمسية
بأنه هو مجموعة من الحالات البيئية المتغيرة باستمرار في جونا،
تشتمل المتغيرات على درجة الحرارة وضغط الهواء وسرعة واتجاه الرياح والرطوبة والمطر، وهكذا.
أما الطقس الفضائيئي فهو مجموعة من الشروط البيئية المتغيرة باستمرار في الفضاء
ضمن نظامنا الشمسي.
تشتمل عناصرها على إشعاعات كهرومغناطيسية
والريح الشمسية المتكونة من جزيئات مشحونة والتي تتدفق خارجة من الشمس بقوة هالات لفظ الكتلة.
وهالات لفظ الكتلة هي إنفجارات في هالة الشمس التي تقذف بجزيئات شمسية، قد تصل إلى عشرة تريليون (10,000,000,000,000) كيلوجرام من المادة يمكن أن تقذف من خلال الرياح الشمسية، مما يؤثر على النشاط الجيومغناطيسي للكواكب المحيطة بالشمس.
وهذه الظاهرة تحدث بدون سابق إنذار أو شواهد قبلها، فالهدوء النسبي في جو الشمس يمكن أن
يمزقه عدة إنفجارات مفاجئة بمقاييس ما زالت مجهولة لدينا. فالأحداث الهائلة للطاقة المثيرة تمتد على سطح الشمس المرئي، فجأة وبدون سابق إنذار ينقلب الحال وتنفتح وتنفث محتواها منطلقة إلى الخارج متحررة ومتحدية بذلك جاذبية الشمس الهائلة.
الطقس الفضائي يبدأ في الشمس
تعتبر الشمس هي المحرك أو المولد الأساسي للطقس الفضائي.
فالعواصف على الشمس والتي هي على شكل إنفجارات شمسية وانبعاث للكتلة منها، يمكن أن يطلق زخات من أمطار الإشعاع والحقول المغناطيسية القوية إلى الفضاء. ونحن على الأرض نتابع التأثيرات المحلية للطقس الفضائي، بمعني تلك العواصف التي توجه نحو الأرض وتؤثر على كوكبنا.
الطقس الفضائي في الأرض وفي الفضاء القريب من الأرض
وكما هو معروف في علم الطوبوغرافيا الأرضية عندما تصطدم كتلة باردة بسلسلة جبلية سوف تتأثر الأحوال الجوية في هذا المكان، وبنفس الطريقة عندما تصطدم نبضة قوية من الريح الشمسية المتولدة من الحقول المغناطيسية للشمس بحقل الأرض المغناطيسي، تتفاعل الريح الشمسية وغلاف الأرض المغناطيسي بطرق معقدة لتؤثر تلك العاصفة في النهاية على الأرض وعلى الفضاء القريب من الأرض.
التغيرات قصيرة والطويلة الأجل في الطقس الفضائي
نعلم أن الشمس قد تغيرت تغيرا جوهريا خلال بلايين السنين التي مرت من عمرها في تاريخ نظامنا الشمسي، الأمر الذي نتج عنه تغير مناخي طويل الأجل يؤثر في الطقس الفضائي. ويصلنا بعض من الطقس الفضائي كعواصف قصيرة الأجل التي يمكن أن تستمر من دقائق إلى ساعات أو قد تصل إلى أيام. وحيث أن الشمس تمر بمراحل في مستواها من النشاط الذي قد تستمر المرحلة منها سنوات وربما تمتد إلى عقود، مما يسبب اختلافات طويلة الأجل في الطقس الفضائي،
تأثير الطقس الفضائي على الناس والمجتمع الإنساني
قد نتسأل لماذا نهتم بدراسة الطقس في الفضاء؟، بما أن ضوء الشمس هو المحرك الأساسي لطقس الأرض، فإن اختلافات في نواتج الشمس قد تؤثر على الطقس والمناخ على الأرض. كما أن الإشعاعات من عواصف الطقس الفضائي يمكن أن يعرض رواد الفضاء للخطر ويمكن أن يتلف ويحطم الأقمار الصناعية، مثل تلك المستعملة للاتصالات مثل الهاتف الخلوي. بعض شبكات الطاقة الكهربائية تأثرت من جراء العواصف الشمسية القوية خصوصا مثل تلك العواصف التي يمكن أن تكون مصدر جمال للشفق القطبي بالإضافة إلى الدمار. العروض الرائعة للشفق القطبي سببها إصطدامات جزيئات نشطت جراء العواصف الشمسية بالغازات في الغلاف الجوي العلوي للأرض.
لذا فالرياح الشمسية لها تأثيرها على البيئة في الأرض، فالإشعاع الحاد من الشمس والذي يصلنا بعد ثمان دقائق تقريبا بعد صدرها يمكن أن يغير الغلاف الجوي الخارجي للأرض، ويتسبب في عرقلة الاتصالات الإذاعية طويلة الموجة وايضا من الممكن أن تغير من مدارات الأقمار الصناعية. والجزيئات النشطة جدا المدفوعة بموجة الاصطدام يمكن أن تعرض رواد الفضاء للخطر المميت أو قد يحدث تدمير للأجهزة الإلكترونية على الأقمار الصناعية. هذه الجزيئات النشطة المبدئية تصل إلى الأرض بعد ساعة تقريبا، وتصل الهالات المدمرة الفعلية إلى الأرض بعد يوم واحد إلى أربعة أيام من بعد الانفجار الأول، وتؤدي إلى تكون عواصف جيومغناطيسية قوية.
الشفق القطبي وتعتيم الطاقة الكهربائية وأية من هذه التفاعلات الشمس-أرضية تراقب وتدرس من قبل العلماء بواسطة المراقب الارضية أو الاقمار الصناعية التي اطلقت لهذا الغرض، حتى تعطينا فكرة شاملة عن هذا الطقس او تعتبر كأجهزة إنذار تنذرنا بما سيصنا قبل تقريبا ساعة من الحدث.
ويمكن متابعة احوال الطقس الفضائي أول بأول
(ولكن بفارق عشر دقائق)
تبع العواصف الشمسية
لأول مرة أستطاع العلماء تتبع العواصف الشمسية من الشمس إلى الأرض باستخدام أخر الصور
الملتقطة من قبل سفينة الفضاء الثنائية لمرصد العلاقات الأرضية الشمسية
(STEREO) التابعة لناسا.
(الرؤى الجديدة من سفينة الفضاء STEREO سوف تحسن بشكل كبير قدرتنا على التنبؤ بأوقات وصول الطقس الفضائي القاسي,) هذا ما قاله دكتور راسل هاوارد من مختبر الأبحاث البحرية, واشنطن, رئيس الباحثين في الأبحاث الإكليلية و النصف كروية للروابط الأرضية الشمسية ل STEREO (SECCHI). (الصور السابقة لم تظهر مقدمة الاضطراب الشمسي في رحلته من الشمس إلى الأرض, لذا كان علينا أن نقوم بتقديرات للوقت الذي سوف تحدث فيه العواصف. و هذه التقديرات غير محددة باليوم أو غيره. مع STEREO, يمكننا تتبع مقدمة الاضطراب من الشمس إلى الأرض, و التنبؤ بوصوله خلال ساعتين فقط.)
سفينة الفضاء STEREO التابعة لناسا انطلقت في الخامس و العشرين من تشرين الأول عام 2006, و في الواحد و العشرين من كانون الثاني أتمت سلسلة من المناورات المعقدة, بضمنها الطيران بشكل قريب جدا من القمر, لوضع السفينة الفضائية في مداراتها لهذه المهمة. (كل من سفينة الفضاء و أدواتها بحالة جيدة,) هذا ما قاله الدكتور ميشيل كايزر, العالم في مشروع STEREO لمركز غودارد للطيران الفضائي التابع لناسا, غرين بلت, ماريلاند.
سلسلة الصور الجديدة قد تم أنشاؤها عن طريق جمع الصور من مجموعة (SECCHI) من المناظير في كلا المركبتين الفضائية. هذه الصور سمحت للعلماء بتتبع نوع من الاضطراب الشمسي الذي يسمى قذف الكتلة الإكليلية (CME) من ولادتها على الشمس متجهةً نحو الأرض. الكتل الإكليلية المقذوفة هي أنفجارات عنيفة لغازات مشحونة كهربائياً, تدعى البلازما, من الغلاف الجوي للشمس. سحب الكتل الإكليلية المقذوفة يمكن أن تحتوي على ملايين الأطنان من البلازما و تتحرك بسرعة مليون ميلاً في الساعة. عندما تتحرك سحب الكتل الإكليلية المقذوفة خلال النظام الشمسي, فإنها تصطدم داخل الرياح الشمسية الأبطأ, و هي عاصفة شمسية ضعيفة تهب باستمرار من الشمس. الاصطدام مع الرياح الشمسية يولد صدمة و التي تسارع الجسيمات المشحونة كهربائياً في الرياح الشمسية, مسببة عواصف إشعاعية و التي تستطيع أن تعطل الالكترونيات الحساسة في الأقمار الصناعية و تسبب الإصابة بالسرطان لرواد الفضاء إذا كانوا بدون دروعهم.
سحب الكتل الإكليلية المقذوفة تمتزج مع مجالات مغناطيسية و الكتل الإكليلية المقذوفه توجه طريقنا مندفعة بعنف داخل المجال المغناطيسي للأرض. إذا كان للمجالات المغناطيسية للكتل الإكليلية المقذوفة التوجيه الصحيح, فإنها سوف تتخلص من الطاقة و الجسيمات إلى المجال المغناطيسي للأرض, مسببة عواصف مغناطيسية و التي بإمكانها أن تحمل بشكل كبير معدات خط الطاقة. الأقمار الصناعية و مشغلي خدمات الاتصالات بإمكانهم اتخاذ الاحتياطات اللازمة لتقليل أضرار الكتل الإكليلية المقذوفة, إلا أنهم يحتاجون إلى تنبأ دقيق بوقت وصول الكتل الإكليلية المقذوفة.
على الرغم من كثرة الأرصاد على مدى العقد الماضي, ما زالت هناك اسئله كثيرة حول هذه المقذوفات, وخاصة عن كيفية سفرها عبر الفضاء. (لحد الآن, لا نعلم أين تتباطأ المقذوفات, ولماذا تتباطأ ، او ما هي القوى المسببة) هذا ما قاله هاوارد. (الرؤى الجديدة الملتقطة من قبل STEREO كأنها رفعت الستار عن اعيننا -- وهي مفيدة للغاية).
صحيح أن هذه الصور جيدة, إلا أنها على وشك أن تكون أفضل. كلا المرصدين سوف يدوران حول الشمس, أحدهما متقدم بشكل قليل عن الأرض, والأخر متأخر بشكل قليل عنها, مفصولا عن بعضهما بحوالي 45 درجة سنوياً. كما في الفرق بين النظر في عينيك الذي يزودك برؤية أعمق, هذا الفرق بين السفينتين الفضائيتين سوف يسمح لهما بأخذ صور ثلاثية الأبعاد و قياسات الجسيمات للشمس. العلماء سوف يستخدمون الرؤى الثلاثية الأبعاد لاكتشاف تفاصيل جديدة عن هيكل سحب الكتل الإكليلية المقذوفة, و لرؤية كيفية تطور هذا الهيكل عندما تتحرك السحب خلال الفضاء. أول صور ثلاثية الأبعاد يتوقع الحصول عليها في نيسان.
مهمة STEREO هي المهمة الثالثة لبرنامج البحوث الأرضية الشمسية لناسا. STEREO مرعي من قبل مديرية مهمة العلوم لناسا, واشنطن العاصمة. مديرية غودراد للعلوم و الاستكشاف تدير المهمة و المعدات و مركز العلوم. مختبر جامعة جون هوبكنز للفيزياء التطبيقية, لورال, ماريلاند, صمم و قام ببناء المركبة الفضائية وهو الذي يشغلها لناسا خلال المهمة. أدوات STEREO صممت و بنيت من قبل المؤسسات العلمية في الولايات المتحدة و المملكة المتحدة و فرنسا و ألمانيا وبلجيكا و هولندا و سويسرا.
