ستتوقف بعض أقمار ناسا الصناعية قريبًا عن إرسال البيانات إلى الأرض

في وقت ما خلال السنوات القليلة المقبلة – لا أحد يعرف بالضبط متى – سوف تنطفئ ثلاثة أقمار صناعية تابعة لناسا، كل منها ثقيل مثل الفيل.

لقد بدأوا بالفعل يفقدون الارتفاع ببطء وينجرفون. لقد ظلوا يحدقون في الكوكب منذ أكثر من عقدين من الزمن، وهي فترة أطول بكثير مما توقعه أي شخص، مما يساعد على التنبؤ بالطقس، وإدارة حرائق الغابات، وتتبع تسرب النفط، وغير ذلك الكثير. لكن العمر يلحق بهم، وسرعان ما يرسلون آخر إرسالاتهم ويبدأون سقوطهم البطيء والأخير على الأرض.

هذه هي اللحظة التي يخشاها العلماء.

بحلول الوقت الذي تصبح فيه المركبات المدارية الثلاثة – Terra وAqua وAura – جاهزة للعمل، فإن معظم البيانات التي كانوا يجمعونها ستنتهي في النهاية معهم، ولن تعوض الأقمار الصناعية الجديدة كل الركود. يجب على الباحثين الاعتماد على مصادر بديلة لا تلبي احتياجاتهم المحددة أو البحث عن حلول تسمح لهم بمواصلة سجلاتهم.

ومع البيانات القليلة التي تجمعها هذه الأقمار الصناعية، يصبح الوضع أسوأ من ذلك: فلا تقوم أي أدوات أخرى بجمعها. وفي غضون سنوات قليلة، ستصبح أفضل الجوانب التي يكشفونها عن عالمنا أكثر غموضًا.

وقالت سوزان سولومون، عالمة كيمياء الغلاف الجوي في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا: “إن فقدان هذه البيانات التي لا يمكن تعويضها أمر مأساوي”. “يبدو أننا نائمون بشكل كارثي على عجلة القيادة عندما يكون الكوكب في أمس الحاجة إلى التركيز على فهم كيفية تأثيرنا عليه وكيف نؤثر عليه.”

المنطقة الرئيسية التي نغفل عنها هي طبقة الستراتوسفير، الموقع الأكثر أهمية لطبقة الأوزون.

في الهواء البارد الرقيق لطبقة الستراتوسفير، تتشكل وتدمر جزيئات الأوزون باستمرار، ويتم التخلص منها وجرفها أثناء تفاعلها مع الغازات الأخرى. بعض هذه الغازات ذات أصل طبيعي؛ والبعض الآخر موجود بسببنا.

أداة على متن Aura، Microwave Limb Sounder، تعطينا رؤية أفضل لهذه الدراما الكيميائية، كما تقول عالمة الغلاف الجوي بجامعة ميريلاند روز جيه. – قال سالافيتش. وقال إنه إذا اختفت الهالة، ستكون رؤيتنا قاتمة للغاية.

وقال الدكتور سالافيتش، إن البيانات المستمدة من جهاز المسبار الليمفاوي بالموجات الدقيقة أثبتت في الآونة الأخيرة قيمتها بطرق غير متوقعة. ويوضح مدى الضرر الذي لحق بالأوزون بسبب حرائق الغابات المدمرة في أستراليا في أواخر عام 2019 وأوائل عام 2020 وثوران بركان تحت البحر بالقرب من تونغا في عام 2022. آسيا بواسطة الرياح الموسمية الصيفية في المنطقة.

وقال الدكتور سالافيتش إنه لو لم ينقطع الاتصال بهذه السرعة، فقد يساعد جهاز الاستشعار أيضًا في كشف لغز أكبر. وقال “إن سمك طبقة الأوزون فوق المناطق المأهولة بالسكان في نصف الكرة الشمالي لم يتغير خلال العقد الماضي”. “كان لا بد من استردادها. ولم يكن الأمر كذلك.

واعترف جاك كاي، المدير المساعد للأبحاث في قسم علوم الأرض التابع لناسا، بمخاوف الباحثين بشأن نتائج المسبار. لكنه قال إن المصادر الأخرى، بما في ذلك الأدوات من الأقمار الصناعية الجديدة ومحطة الفضاء الدولية والأدوات الموجودة على الأرض، ستظل توفر “نافذة جيدة على ما يفعله الغلاف الجوي”.

الحقائق المالية تجبر ناسا على اتخاذ “قرارات صعبة”. قال الدكتور كاي. “هل سيكون من الأفضل أن يكون لديك كل شيء إلى الأبد؟ قال: نعم. وأضاف أن جزءًا من مهمة ناسا هو تزويد العلماء بأدوات جديدة تساعدهم على رؤية عالمنا بطرق جديدة. وقال: “الأمر ليس هو نفسه، ولكن، كما تعلمون، إذا لم يكن كل شيء على حاله، فعليك أن تبذل قصارى جهدك”.

بالنسبة للعلماء الذين يدرسون كوكبنا المتغير، يمكن أن يكون الفرق بين البيانات المتطابقة والبيانات المتطابقة تقريبًا كبيرًا. قد يعتقدون أنهم يفهمون كيفية تشكيل شيء ما. ولكن فقط من خلال مراقبتها باستمرار، على مدى فترات طويلة من الزمن، يمكننا أن نكون واثقين مما يحدث.

حتى وجود فجوة صغيرة في السجلات يمكن أن يخلق مشاكل. لنفترض أن طبقة جليدية انهارت في جرينلاند. وقال الرئيس السابق للجمعية الأمريكية للأرصاد الجوية، ويليام بي. قال غيل. وقال: “يمكنك تخمين ذلك، لكن ليس لديك سجل كمي”.

في العام الماضي، قامت وكالة ناسا باستطلاع آراء العلماء حول كيفية تأثير نهاية Terra وAqua وAura على عملهم. واستجاب أكثر من 180 منهم للنداء.

وفي رسائلهم إلى صحيفة نيويورك تايمز من خلال طلب قانون حرية المعلومات، أعرب الباحثون عن قلقهم بشأن الاستخدام الواسع النطاق للبيانات من الأقمار الصناعية. معلومات عن الجزيئات الموجودة في دخان حرائق الغابات وغبار الصحراء والأعمدة البركانية. قياسات سماكة السحب. خرائط دقيقة الحجم للغابات والمراعي والأراضي الرطبة والمحاصيل في العالم.

وكتب العلماء أنه على الرغم من وجود مصادر بديلة لهذه المعلومات، إلا أنها أقل تواترا أو ذات دقة أقل أو تقتصر على أوقات محددة من اليوم، وكلها عوامل تحدد مدى فائدة البيانات.

تتبع ليز موير نهجًا حميمًا في دراسة الغلاف الجوي للأرض: من خلال الطيران بأدوات من خلاله، في الطائرات النفاثة التي تسافر على ارتفاعات أعلى بكثير مما يمكن أن تصل إليه معظم الطائرات. قال الدكتور موير، الذي يدرس في جامعة شيكاغو: «لقد دخلت في هذا المجال لأنه مثير، ومن الصعب الوصول إليه».

وقال إن الأمر سيكون أكثر صعوبة إذا اختفت الهالة.

وقال الدكتور موير إن الطائرات يمكنها أخذ عينات مباشرة من كيمياء الغلاف الجوي، ولكن لفهم الصورة الأكبر، لا يزال العلماء بحاجة إلى الجمع بين قياسات الطائرة وقياسات الأقمار الصناعية. وقال: “بدون الأقمار الصناعية، نلتقط لقطات بدون سياق”.

تركز الكثير من أبحاث الدكتور موير على السحب الجليدية الرقيقة التي تتشكل على ارتفاع يتراوح بين تسعة إلى 12 ميلًا فوق سطح الأرض، وهي واحدة من أكثر طبقات الغلاف الجوي غموضًا. تساعد هذه السحب على تدفئة الكوكب، ولا يزال العلماء يحاولون معرفة كيفية تأثير التغير المناخي الناتج عن النشاط البشري عليها.

وقال الدكتور موير: “يبدو أننا سنتوقف عن مراقبة هذا الجزء من الغلاف الجوي في الوقت الذي يتغير فيه”.

سيؤثر قرار تيرا وأكوا على الطريقة التي نراقب بها محركًا مهمًا آخر لمناخنا: مقدار الإشعاع الشمسي الذي يستقبله الكوكب ويمتصه ويعود إلى الفضاء. ويحدد التوازن ــ أو في الواقع عدم التوازن ــ بين هذه الكميات مقدار ارتفاع درجة حرارة الأرض أو انخفاض درجة حرارتها. لفهم ذلك، يعتمد العلماء على أدوات من الغيوم التابعة لناسا ونظام الطاقة الإشعاعية للأرض، أو CERES.

حاليًا، هناك أربعة أقمار صناعية تطير باستخدام أدوات CERES: Terra، وAqua، واثنين من الأقمار الصناعية الجديدة التي على وشك الانتهاء أيضًا. لا يزال هناك بديل واحد فقط قيد العمل. عمرها الافتراضي؟ خمس سنوات.

وقال نورمان ج. قال لوب. “بالنسبة لي، إنه أمر مريح حقًا.”

في هذه الأيام، ومع صعود صناعة الفضاء الخاصة وانتشار الأقمار الصناعية التي تدور حول الأرض، تستكشف وكالة ناسا وغيرها من الوكالات نهجا مختلفا لمراقبة كوكبنا. قد يكمن المستقبل في أدوات أصغر حجمًا وأخف وزنًا، ويمكن وضع Terra وAqua وAura في المدار بتكلفة أقل وأكثر كفاءة مما كانت عليه في يومهم.

وتقوم الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي ببناء مثل هذا الأسطول لمراقبة الطقس والمناخ. دكتور. يقوم لوب وآخرون في وكالة ناسا بتطوير أداة خفيفة الوزن لمواصلة قياسات توازن الطاقة على الأرض.

ولكن لكي تكون هذه التقنيات مفيدة، يقول الدكتور لوب، يجب أن تبدأ في الطيران قبل أن تصبح مدارات اليوم مظلمة.

وقال “أنت بحاجة إلى فترة جيدة وطويلة من التداخل لفهم الاختلافات وبناء الحمأة”. “وإلا، إذا لم تتاح لنا الفرصة لإثباتها مقابل القياسات الحالية، فسيكون من الصعب جدًا أن نثق في هذه القياسات”.

بطريقة ما، يقول العلماء إن الفضل يعود لناسا في استمرارها لفترة طويلة مثل Terra وAqua وAura. وقال وليد عبد العاطي، كبير العلماء السابق في وكالة ناسا في جامعة كولورادو بولدر: “من خلال مزيج من الهندسة العظيمة والحظ الهائل، حصلنا على هذه الأشياء لمدة 20 عامًا”.

وأضاف الدكتور عبد العاطي: “نحن مدمنون على هذه الأقمار الصناعية. نحن ضحايا نجاحنا”. “وفي النهاية، ينفد الحظ”.