تم نشر القمر الصناعي الأسترالي الصنع لطقس الفضاء CUAVA-1 إلى المدار من محطة الفضاء الدولية مساء الأربعاء. تم إطلاقه إلى المحطة الفضائية في أغسطس على متن صاروخ SpaceX، وينصب التركيز الرئيسي لهذا CubeSat الذي يبلغ حجمه حجم صندوق الأحذية على دراسة تأثير إشعاع الشمس على الغلاف الجوي للأرض والأجهزة الإلكترونية.< / ع>

الطقس الفضائي مثل حيث تؤثر التوهجات الشمسية والتغيرات في الرياح الشمسية على الغلاف الأيوني للأرض (طبقة من الجسيمات المشحونة في الغلاف الجوي العلوي). وهذا بدوره يؤثر على الاتصالات اللاسلكية لمسافات طويلة ومدارات بعض الأقمار الصناعية، فضلاً عن خلق تقلبات في المجال الكهرومغناطيسي يمكن أن تحدث خللاً في الأجهزة الإلكترونية في الفضاء وصولاً إلى الأرض.

القمر الصناعي الجديد هو أول قمر تم تصميمه وبناؤه بواسطة مركز تدريب مجلس البحوث الأسترالي للأقمار الصناعية المكعبة والطائرات بدون طيار وتطبيقاتها (أو CUAVA للاختصار). وهي تحمل الحمولات والعروض التكنولوجية التي صممها متعاونون من جامعة سيدني، وجامعة ماكواري، وجامعة نيو ساوث ويلز في سيدني.

واحدة من CUAVA تتمثل أهداف -1 في المساعدة في تحسين توقعات الطقس الفضائي، والتي تعتبر محدودة جدًا حاليًا. بالإضافة إلى مهمته العلمية، يمثل CUAVA-1 أيضًا خطوة نحو هدف وكالة الفضاء الأسترالية المتمثل في تنمية صناعة الفضاء المحلية بمقدار 20000 وظيفة بحلول عام 2030.

بينما تم تشكيل وكالة الفضاء الأسترالية في عام 2018 فقط، كانت أستراليا له تاريخ طويل في أبحاث الأقمار الصناعية. في عام 2002، على سبيل المثال، كان FedSat واحدًا من أوائل الأقمار الصناعية في العالم التي تحمل جهاز استقبال GPS على متنه.

مرتكز على الفضاء تتيح أجهزة استقبال نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) اليوم إمكانية قياس الغلاف الجوي بشكل روتيني في جميع أنحاء العالم لمراقبة الطقس والتنبؤ به. يعتمد مكتب الأرصاد الجوية وغيره من وكالات التنبؤ بالطقس على بيانات نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) الفضائية في توقعاتهم.

تتيح أجهزة استقبال GPS الفضائية أيضًا مراقبة الأيونوسفير للأرض. ومن ارتفاعات تبلغ حوالي 80 كيلومترًا إلى 1000 كيلومتر، تتحول هذه الطبقة من الغلاف الجوي من غاز مكون من ذرات وجزيئات غير مشحونة إلى غاز مكون من جسيمات مشحونة من إلكترونات وأيونات. (يسمى الغاز المكون من جسيمات مشحونة أيضًا بالبلازما).

الأيونوسفير هو موقع العروض الشفقية الجميلة الشائعة عند خطوط العرض العالية أثناء العواصف المغناطيسية الأرضية المعتدلة، أو "الطقس الفضائي السيئ"، ولكن هناك ما هو أكثر من ذلك بكثير.

يمكن للأيونوسفير أن يسبب صعوبات في تحديد موقع القمر الصناعي والملاحة، ولكنه يكون مفيدًا أيضًا في بعض الأحيان، على سبيل المثال عندما ترتد إشارات الرادار الأرضي وإشارات الراديو منه للمسح أو الاتصال عبر الأفق.

لماذا يصعب التنبؤ بالطقس الفضائي

فهم الأيونوسفير يعد جزءًا مهمًا من التنبؤ التشغيلي بالطقس الفضائي. نحن نعلم أن الغلاف الأيوني يصبح غير منتظم إلى حد كبير خلال العواصف المغنطيسية الأرضية الشديدة. فهو يعطل إشارات الراديو التي تمر عبره، ويولد موجات من التيار الكهربائي في شبكات الطاقة وخطوط الأنابيب.

أثناء العواصف المغناطيسية الأرضية الشديدة، يتم التخلص من كمية كبيرة من الطاقة في الغلاف الجوي العلوي للأرض بالقرب من القطبين الشمالي والجنوبي، مع تغيير التيارات والتدفقات في طبقة الأيونوسفير الاستوائية.

تتبدد هذه الطاقةمن خلال النظام، مما يتسبب في تغييرات واسعة النطاق في جميع أنحاء الغلاف الجوي العلوي وتغيير أنماط الرياح على ارتفاعات عالية فوق خط الاستواء بعد ساعات.

في المقابل، تعمل الأشعة السينية والأشعة فوق البنفسجية الناتجة عن التوهجات الشمسية على تسخين الغلاف الجوي مباشرة (فوق طبقة الأوزون) فوق خط الاستواء وخطوط العرض الوسطى. تؤثر هذه التغييرات على مقدار السحب الذي يحدث في المدار الأرضي المنخفض، مما يجعل من الصعب التنبؤ بمسارات الأقمار الصناعية والحطام الفضائي.

حتى خارج المجال المغناطيسي الأرضي العواصف، هناك اضطرابات "أوقات الهدوء" التي تؤثر على نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) والأنظمة الإلكترونية الأخرى.

في الوقت الحاضر، لا يمكننا تقديم توقعات دقيقة للأشياء السيئة الطقس الفضائي بعد حوالي ثلاثة أيام المقبلة. ومن الصعب التنبؤ مسبقًا بتأثيرات الطقس الفضائي السيئ على الغلاف الجوي العلوي للأرض، بما في ذلك نظام تحديد المواقع (GPS) واضطرابات الاتصالات والتغيرات في سحب الأقمار الصناعية.

ونتيجة لذلك ، تقتصر معظم وكالات التنبؤ بالطقس الفضائي على "التنبؤ الآني": مراقبة الحالة الحالية للطقس الفضائي والتنبؤ بالساعات القليلة القادمة.

سوف يستغرق الأمر المزيد من العلوم لفهم العلاقة بين الشمس والأرض، وكيف تتبدد طاقة الشمس عبر نظام الأرض، وكيف تؤثر تغيرات هذا النظام على التكنولوجيا التي نعتمد عليها بشكل متزايد في الحياة اليومية.

وهذا يعني المزيد البحث والمزيد من الأقمار الصناعية، خاصة بالنسبة لخطوط العرض الاستوائية والمتوسطة ذات الصلة بالأستراليين (وفي الواقع معظم الناس على الأرض). نأمل أن يكون CUAVA-1 خطوة نحو كوكبة من الأقمار الصناعية الأسترالية لطقس الفضاء والتي ستلعب دورًا رئيسيًا في التنبؤ بطقس الفضاء في المستقبل.

جميع جامعات سيدني وجامعة ماكواري وجامعة نيو ساوث ويلز حاصلة على درجة البكالوريوس وبرامج الدراسات العليا في هندسة الاتصالات على النحو التالي:

جامعة سيدني< / ع>

بكالوريوس الهندسة مع مرتبة الشرف (الهندسة الكهربائية)

(مع تخصص في الاتصالات)< /فترة>

ماجستير في الهندسة (هندسة الاتصالات)

جامعة ماكواري

بكالوريوس في الهندسة (مع مرتبة الشرف) (الهندسة الكهربائية والإلكترونية)

ماجستير الهندسة في هندسة الإلكترونيات

جامعة نيو ساوث ويلز

بكالوريوس في الهندسة (مع مرتبة الشرف) (الاتصالات)

ماجستير في الهندسة (الاتصالات)

مقتطف من المحادثة في 7 أكتوبر 2021