غزال زیاری: با انجام پرواز ماموریت PACE ناسا، عملا یک دهه از توسعه تلاش ها در این مسیر به پایان خواهد رسید و نتایج این ماموریت به آغاز دوره جدیدی از علم زمین کمک خواهد کرد.
جرمی وردل، دانشمند پروژه ماموریت ماهواره ای PACE در این باره گفت:« این یک اتفاق راهگشاست. در طول بیست و پنج سال حضورم در ناسا، این اولین ماموریتی است که حس می کنم که به جای آنکه بدانم که دقیقا چه چیزی به دست خواهیم آورد، می توانم رشد کنم. این نه تنها داده های جدید زیادی که در حال حاضر در اختیار نداریم را فراهم می کند، بله به صورتی موثر درها را به روی بسیاری از اکتشافات جدید باز خواهد کرد.»
PACE به چه معناست؟
PACE در حقیقت مخفف کلمات پلانکتون، آیروسول، ابر (Cloud) و اکوسیستم است؛ همه چیزهایی که در ماموریت جدید این فرصت را برای دانشمندان فراهم می کنند تا جزییات بیشتری نسبت به قبل به دست بیاید. ذرات آلودگی و موجودات کوچک اقیانوسی ممکن است به تنهایی هیجان انگیز نباشند ولی برای درک برخی از فرآیندها مثل تغییرات آب و هوایی که در شرایط فعلی کره زمین تاثیرگذارند، مهم و کلیدی خواهند بود.
سه ابزار جدید با تکنولوژی بالا امکان چنین مشاهداتی را برای دانشمندان فراهم می کنند.
این ماهواره به دو قطب سنج مجهز است که ویژگی های خاصی از نور خورشید را در هنگام جهش اشیا یا ذرات موجود در هوا را فراهم می کند. این مشاهدات، در آشکارشدن ویژگی های خاص ذراتی که نور با آنها برخورد می کند، کاربردی هستند و در مشاهده ابرها و ذرات معلق در جو، مثل گرد و غبار، دودهای ناشی از آتش سوزی و آلودگی های صنعتی مفید هستند.
طبق گفته کرک کنوبلسپیس، دانشمند ناسا که یکی از مدیران این پروژه است، اینها برخی از پیشرفته ترین قطب سنج های موجود در دنیا هستند و هردوی آنها ابزارهایی چند زاویه ای هستند؛ بدین معنا که تصاویر را از مجموعه ای از دیدگاه های مختلف جمع آوری کرده و کامل ترین تصاویر ممکن را از ابرها و ذراتی که مطالعه برروی آنها انجام می شود، ارایه می دهند.
در حال حاضر تعداد کمی از ماهواره ها، دارای چنین قابلیتی هستند و ابزارهای ماموریت PACE تنها برخی از ابزارهایی هستند که داده های عمومی را جمع آوری می کنند.
ابزار شاخص این ماموریت (که تنها نمونه موجود است که به صورت سفارشی در ناسا ساخته شده)، ابزار رنگی اقیانوسی آن (OCI) است که یک طیف رادیومتر است که طول موج و دامنه نور ساطع شده را اندازه گیری می کند. به زبان ساده تر، این ابزاری است که رنگ ها را تشخیص می دهد و عملکرد خوبی هم دارد: OCI می تواند بیش از 200 دسته از اطلاعات رنگی، از طیف فرابنفش را طریق نور مریی تا مادون قرمز را تشخیص دهد.
این پیشرفت بزرگی در مقایسه با ماموریت های قبلی ماهواره ای است؛ چرا که در ماموریت های قبلی، تنها چند طیف رنگی محدود از آبی، سبز و قرمز مشاهده می شد. این توانایی جدید این امکان را برای دانشمندان فراهم می کند تا بتوانند بین جوامع مختلف پلانکتون در اقیانوس ها تمایز قایل شده و این به آنها بینش جدیدی از اکوسیستم های دریا خواهد داد.
آنتونیو مانینو، معاون دانشمند پروژه ماموریت برای اقیانوس ها دراین باره گفته:« با در اختیار داشتن طیفی کامل از اطلاعات، ما قادر خواهیم بود تا رنگدانه هایی را مورد بررسی قرار دهیم که قبلا چنین امکانی را نداشتیم. تشبیهی که از آن استفاده کرده ایم این است که از یک جعبه مدادرنگی 8 رنگ، به یک جعبه مدادرنگی با 248 رنگ می رسیم.»
ابرها و اسرار آب و هوا
مشاهدات دقیق تر از اقیانوس ها و جو، تحقیقات متفاوتی را در برمی گیرد که شامل مطالعه درباره مسایل مختلف از شکوفه های جلبک های سمی گرفته تا کیفیت هوا و همچنین ارتباط بین ابرها و گرمایش زمین خواهد بود.
جوامع پلانکتون ها در آب اقیانوس ها، شاخص اصلی سلامت دریا هستند. این موجودات کوچک در واقع سنگ بنای شبکه غذایی دریایی هستند و اطلاع از اینکه در هر بخش معین از اقیانوس چه گونه هایی زندگی می کنند، به دانشمندان کمک خواهد کرد تا به پیش بینی میزان اکسیژن موجود در آب پرداخته و متوجه شوند که چه گونه هایی از ماهی ها در آن اطراف پرسه می زنند و جمعیتشان به چه ترتیب است؛ اینها اطلاعات ارزشمندی برای صنعت ماهیگیری به شمار می رود.
مشاهدات جدید، به علاوه قابلیت هشدار دادن درباره شکوفایی جلبک های سمی را خواهد داشت که این جلبک ها علاوه بر صنعت ماهیگری و دیگر موجودات دریایی، به جوامع انسانی ساحل نیز آسیب خواهند زد. جامعه پلانکتون ها به دانشمندان کمک خواهد کرد تا تخمین بزنند که اقیانوس ها چه میزان دی اکسید کربن را از جو جذب می کنند. این اطلاعات ارزشمند در پیش بینی ها در مورد سرعت گرم شدن سیاره زمین در سال های آتی بسیار موثر خواهد بود.
PACE در عین حال این امکان را در اختیار محققان قرار می دهد تا ذرات معلق در هوا و ابرها در جو را بهتر مشاهده کرده و به برخی از بزرگترین تردیدهای دانشمندان آب و هوا ، پاسخ خواهد داد.
مارک زلینکا، دانشمند جوی در آزمایشگاه ملی لارنس لیورمور که در این پروژه مشارکتی ندارد گفته:« دو تردید بزرگ وجود دارد که ما را از این نظر که آینده آب و هوایی به چه ترتیب خواهد بود، دچار ابهام کرده. یکی از آنها انسان است و دیگری ابرها هستند.»
انواع مختلف ابرها بسته به خصوصیات فیزیکی شان مانند اندازه، تعداد و ترکیب قطرات آب می توانند باعث خنک یا گرم شدن آب و هوا شوند. درک نحوه شکل گیری ابرها و نحوه جابجا شدن آنها در شرایطی که زمین در حال گرم شدن است، گام مهمی برای پیش بینی دقیق تغییرات آب و هوایی است.
ذرات معلق در هوا هم ارتباط نزدیکی با تحقیقات ابری دارند. ابرها هنگامی تشکیل می شوند که قطرات آب در اطراف ذرات ریز هوا متراکم شده باشند. باید این را در نظر داشت که انواع مختلف ذرات معلق در هوا بر اندازه و فراوانی قطرات آب تاثیرگذارند و باعث تغییر خواص فیزیکی ابرها خواهند شد. اما دانشمندان همچنان سوالات زیادی در مورد نحوه عملکرد این فرآیند فیزیکی دارند.
زلینکا دراین باره گفت:« هنوز مشخص نیست که ذرات معلق در هوا، چگونه و با چه روش هایی بر ابرها تاثیر می گذارند.» و در ادامه به این نکته اشاره کرد که اینجاست که نقش مهم رصدهای ماهواره ای مشخص می شود. در اختیار داشتن داده های بیشتر به دانشمندان در درک بهتر این فرآیندها کمک خواهد کرد و آنها این داده ها را در مدل های پیش بینی آب و هوای آینده زمین مورد استفاده قرار خواهند داد.
کنوبلسپیس در این رابطه گفت:« ما این توانایی را نداریم که در آزمایشگاه یک کره زمین بسازیم. تنها آزمایشگاه ما، خود کره زمین است ولی ما نمی توانیم همه جای زمین را در تمام زمان ها ببینیم. در نتیجه داشتن مشاهدات جامع و کامل از زمین به ما کمک خواهد کرد تا مدل هایمان را بهتر درک کرده و بهبود ببخشیم و همین در پیش بینی اتفاقات آینده بسیار موثر و مفید خواهد بود.»
مشاهدات PACE تصویر بهتری از آلودگی و کیفیت هوا در سراسر جهان را ارایه می دهد که اینها اطلاعات مهمی برای مشاهدات دانشمندان و سیاستمدارانی است که به دنبال بهبود شرایط سلامتی انسانها هستند.
وردل در ادامه به این نکته اشاره کرده که هر سه ابزار و مشاهدات آنها به دانشمندان کمک خواهد کرد تا درک کاملی از ارتباط نزدیک بین جو زمین و اقیانوس های آن داشته باشند. او ادامه داد:«سهم ما در اینجا، از نظر شرایط جامع آب و هوایی، در کنار درک بهتری از نحوه تعامل ذرات معلق در هوا، اقیانوس ها و ابرهاست و در این بین نیم نگاهی هم به درک موثر نقش های مختلف آنها در گرم شدن جو و در نتیجه آن، گرم شدن اقیانوس ها خواهیم داشت.»
استاندارد طلایی
طبق گفته وردل، دانشمندان ناسا برای اولین بار در حدود 20 سال پیش درباره پروژه PACE فکر کرده بودند و ایده آنها، توسعه ماموریتی بود که مکمل دیگر ابتکارات ماهواره ای ناسا برای رصد زمین از جمله برنامه طولانی مدت Landset ، پروژه مشاهده اقیانوس SeaWiFS و ماموریت Aqua که بر چرخه آب زمین متمرکز بود باشد.
به گفته وردل، ناسا رسما در دسامبر 2014 و بعد از یک دهه تفکر، برنامه ریزی و انتشار گزارش های متفاوت در مورد سیستم های بالقوه جدید، به این پروژه چراغ سبز نشان داد. از آن زمان تاکنون، تیم های مختلف پروژه به طور کامل مشخصات فنی ماموریت، پیامدهای آن در تحقیقات علمی و در عین حال ارزش آن برای جوامع انسانی عادی، از جمله برنامه های کاربردی برای ماهیگیری و نظارت بر کیفیت هوا را تعیین و مشخص کرده اند.
البته این پروژه چالش های خاص خودش را هم داشته است. طولانی ترین تعطیلی تاریخ دولت آمریکا (یک تعطیلی کامل 34 روزه که بین دسامبر 2018 تا ژانویه 2019 بود) باعث شد تا بسیاری از کارکنان ناسا به مرخصی موقت بروند. پس از آن هم شیوع پاندمی کووید 19، تاخیرهای متعددی را در جدول زمانی پرتاب ایجاد کرد تا پرتابی که در ابتدا قرار بود در پاییز 2022 انجام شود برای چندین ماه به تعویق بیفتد.
اما طبق گفته وردل خاطرات خوبی هم وجود داشته اند. در 14 نوامبر سال 2023، فضاپیمای PACEاز مرکز پروازهای فضایی گودارد ناسا در مریلند به مرکز فضایی کندی در فلوریدا منتقل شد تا این پروژه وارد مرحله جدیدی شود.در روز چهاردهم نوامبر سال 2023، فضاپیمای PACE از مرکز پروازهای فضایی گودارد ناسا در میرلند به مرکز فضایی کندی در فلوریدا منتقل شد تا این پروژ وارد مرحله جدیدی شود.
وردل در این رابطه ادامه داد: « قرار دادن آن روی کامیون، تماشای رسیدن آن به مرکز جدید، شگفت انگیز بود.»
زمانی که ماهواره در مدارش قرار بگیرد، سریعا شروع به جمع آوری داده ها خواهد کرد. هرچند که ممکن است انجام آزمایش های لازم برای کسب اطمینان از اینکه همه چیز درست کار می کند، یک تا دو ماه طول بکشد.
وردل گفت:« در پایان شصت روز، دریچه ها باز خواهند شد.» طبق گفته او، تمرکز این ماموریت برروی مشارکت ناسا در علوم زمین و آب و هوایی خواهد بود. او ادامه داد:« تا به حال چنین ماموریتی انجام نشده. این یک مطالعه ترکیبی برروی دریا و آسمان است و تحقیقی است که هیچ موسسه دیگری در آمریکا یا کشور دیگری برروی آن کار نمی کند. به نظرم این مطالعه استاندارد طلایی دلیل وجود علم زمین ناسا خواهد بود.»
منبع: scientificamerican
227227
آیا شما به دنبال کسب اطلاعات بیشتر در مورد "ناسا دید ما نسبت به زمین را عوض خواهد کرد؟!" هستید؟ با کلیک بر روی پزشکی، آیا به دنبال موضوعات مشابهی هستید؟ برای کشف محتواهای بیشتر، از منوی جستجو استفاده کنید. همچنین، ممکن است در این دسته بندی، سریال ها، فیلم ها، کتاب ها و مقالات مفیدی نیز برای شما قرار داشته باشند. بنابراین، همین حالا برای کشف دنیای جذاب و گسترده ی محتواهای مرتبط با "ناسا دید ما نسبت به زمین را عوض خواهد کرد؟!"، کلیک کنید.
