الأعاصير هي ظواهر جوية واسعة النطاق يمكن أن تسبب أضرار مدمرة وخسائر بشرية ومادية كبيرة. طبيعتها غير المتوقعة تجعلها التنبؤ بتكوينها ومسارها في مهمة حرجة من أجل سلامة المجتمعات الساحلية والمناطق المعرضة لتأثيراتها. إن القدرة على توقع وصول الكوارث تسمح للحكومات ووكالات الطوارئ باتخاذ الاحتياطات اللازمة للتخفيف من الأضرار وحماية الأرواح.
لتحسين القدرة على التنبؤ بهذه الظواهر، طورت وكالة ناسا مهمة مبتكرة تسمى نظام الملاحة العالمي عبر الأقمار الصناعية (CYGNSS)، والذي يتكون من مجموعة من ثمانية أقمار صناعية صغيرة مصممة لقياس سرعة الرياح في قلب الأعاصير.
مهمة CYGNSS وإطلاقها
تم إطلاق أقمار CYGNSS الصغيرة في 15 ديسمبر 2016. تم وضع هذه الأقمار في مدارها على متن صاروخ بيجاسوس XL، تم إطلاقه من طائرة معدلة L-1011 ستارجازر، والتي انطلقت من قاعدة كيب كانافيرال الجوية في فلوريدا. تسمح هذه الطريقة لإطلاق الأقمار الصناعية من طائرة بوضعها في مدارها في مسافة أكبر. فعال وبدقة أكبر.
تمثل مهمة CYGNSS استثمارًا بقيمة تقريبية 157 مليون وهدفها الرئيسي هو تحسين التنبؤات المتعلقة بالعواصف الاستوائية والأعاصير من خلال قياس دقيق سرعة الرياح على سطح المحيط. وتعتبر هذه المعلومات بالغة الأهمية لأن الرياح على سطح المحيط تتفاعل بشكل مباشر مع العواصف، مما يؤثر على تطورها وشدتها. للحصول على فهم أعمق لهذه الظواهر، يمكنك الرجوع إلى فضوليات حول الأعاصير وحول كيفية كان موسم الأعاصير لعام 2017 استثنائيًا، بما في ذلك جوانب .
تكنولوجيا وتشغيل الأقمار الصناعية الصغيرة
الأقمار الصناعية الصغيرة CYGNSS، كل منها يزن كغ 29 وحجمها مماثل لحجم البجعة البالغة، وهي مجهزة بمستقبلات نظام ملاحة GPS معدل. مفتاح عملها يكمن في تقنية تشتيت إشارة نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)، مما يسمح لهم بقياس سرعة الرياح حتى في ظل هطول الأمطار الغزيرة، وهو ما يشكل قيداً كبيراً على تقنيات مراقبة الطقس التقليدية.
لا تقوم هذه الأقمار الصناعية بقياس سرعة الرياح فحسب، بل تدرس أيضًا التفاعل بين الهواء والماء، مما يساعد العلماء على فهم كيفية تشكل الأعاصير وتطورها. يسعى هذا النهج المبتكر إلى معالجة أوجه القصور في الأدوات التقليدية المستخدمة في قياس شدة الأعاصير المدارية، والتي غالباً ما تكون لها قيود في التغطية وتكرار المراقبة. لمزيد من المعلومات حول شدة الإعصار، يمكنك الاطلاع على شرح كامل لشدتها وكيف الظواهر مثل أعاصير الفئة الرابعة.
عملية الإطلاق والنشر
تم إطلاق كوكبة الأقمار الصناعية الصغيرة في ظل ظروف خاضعة للرقابة. بمجرد وصول الطائرة إلى ارتفاع حوالي 12,000 المترو فوق المحيط الأطلسي، تم إطلاق صاروخ بيجاسوس إكس إل وأطلق محركه بعد خمس ثوانٍ، مما أدى إلى رفع الأقمار الصناعية الصغيرة إلى مدار حول الأرض. 480 كم من الارتفاع. بعد الإطلاق، تم نشر الأقمار الصناعية الصغيرة واحدًا تلو الآخر، مما يسمح لكل منها ببدء مهمة جمع البيانات الخاصة به.
التأثير المتوقع ومستقبل المهمة
صُممت مهمة CYGNSS للعمل لمدة خمس سنوات على الأقل، ومن المتوقع أن توفر بيانات علمية قيّمة للمساعدة في تحسين التنبؤات بالأعاصير قبل موسم الأعاصير لعام 2017. ويأمل الباحثون أن تُسهم قدرتها على جمع البيانات في في الوقت الحقيقي السماح لخبراء الأرصاد الجوية بتوقع شدة العواصف، مما قد يؤدي إلى توقعات أفضل إعداد والرد على هذه التهديدات. لقراءة المزيد عن توقعات موسم الأعاصير، يمكنك الرجوع إلى المقال الموجود على الوقاية من الأعاصير والتقرير عن كيف كان موسم الأعاصير في عام 2017؟، إلى جانب التفاصيل حول عدد الأعاصير التي تشكلت في عام 2016.
لا تهدف الأقمار الصناعية الصغيرة إلى دراسة الأعاصير فحسب، بل يمكنها أيضًا المساهمة في الأبحاث المتعلقة بأحداث الطقس المتطرفة الأخرى. وهذا يفتح إمكانيات جديدة لفهم المناخ العالمي وتأثيره على المجتمع.
النتائج الأولية والبحوث المستقبلية
منذ إطلاقها، خضعت أقمار CYGNSS الصغيرة لفترة من الاختبار والمعايرة. ومن المتوقع أن يتم نشر النتائج الأولية لهذه الاختبارات قريبًا. وتأمل وكالة ناسا وهيئة الأرصاد الجوية الوطنية أن تساعد البيانات المجمعة في تحسين نماذج التنبؤ بالطقس بشكل كبير، وهو ما قد يكون له تأثير إيجابي على إدارة العواصف. الكوارث وتقليل المخاطر المرتبطة بالأعاصير. للحصول على معلومات حول الكوارث الأخرى ذات الصلة، يمكنك مراجعة المقال على أدوات لتتبع الأعاصير.
تشكل مهمة CYGNSS مثالاً على كيفية قيام تكنولوجيا الفضاء بإحداث ثورة في الطريقة التي نفهم بها الظواهر الجوية ونتوقعها. من خلال تحسين دقة وتكرار القياسات، تتاح للعلماء الفرصة لدراسة الظواهر على مستوى تفاصيل غير مسبوقة. بالإضافة إلى ذلك، من المهم أن نأخذ في الاعتبار تأثير تغير المناخ، مما قد يؤثر على نشاط الأعاصير وتكوينها في المستقبل.
إن التقدم الكبير في مراقبة الأقمار الصناعية لن يسمح فقط بالتنبؤ بشكل أفضل بالأعاصير، بل سيسمح أيضًا بفهم أعمق للتفاعلات المناخية طويلة الأمد وعلاقتها بتغير المناخ. يمكن حتى استخدام قدرات الأقمار الصناعية الصغيرة في مراقبة الفيضانات والكوارث الأخرى ذات الصلة، مما يعزز أهمية البحث والتطوير في هذا المجال.
وبالتالي، فإن مهمة CYGNSS لا تمثل تقدمًا علميًا مهمًا فحسب، بل إنها أيضًا أداة حاسمة لحماية حياة والبضائع في المستقبل.
