سيتم إطلاق القمرين الصناعيين الصغيرين التابعين لمهمة PREFIRE التابعة لناسا في ربيع عام 2024 وسيقومان بملء البيانات المفقودة من المناطق القطبية للأرض، وفقًا لموقع scitechdaily.
سيبدأ قمران صناعيان صغيران جديدان تابعان لناسا في عبور الغلاف الجوي للأرض خلال بضعة أشهر، للكشف عن الحرارة المفقودة في الفضاء. ستساعد ملاحظاتهم من المناطق الأكثر برودة في الكوكب على التنبؤ بكيفية تغير الجليد والبحار والطقس في مواجهة ظاهرة الاحتباس الحراري.
تتألف الأقمار الصناعية المكعبة، أو CubeSats، التي يبلغ حجمها تقريبًا حجم صندوق الأحذية، من مهمة تسمى PREFIRE، وهي اختصار للطاقة الإشعاعية القطبية في تجربة الأشعة تحت الحمراء البعيدة، وهدفها، المجهزة بتكنولوجيا مثبتة على المريخ، هو الكشف عن المدى الكامل من فقدان… الحرارة من المناطق القطبية للأرض لأول مرة، مما يجعل النماذج المناخية أكثر دقة.
تم تطوير PREFIRE بشكل مشترك بين وكالة ناسا وجامعة ويسكونسن ماديسون، مع أعضاء فريق من جامعة ميشيغان وجامعة كولورادو.
فهم ميزانية طاقة الأرض
تبدأ المهمة بفهم ميزانية طاقة الأرض. في عملية التوازن الكوكبي، فإن كمية الطاقة الحرارية التي يتلقاها الكوكب من الشمس يجب أن تقابلها الكمية التي يشعها من نظام الأرض إلى الفضاء. يحدد الفرق بين الطاقة الواردة والصادرة درجة حرارة الأرض ويشكل مناخنا.
تلعب المناطق القطبية دورًا رئيسيًا في هذه العملية، حيث تعمل مثل زعانف مشعاع الأرض. ينقل الهواء والماء المتحركان، من خلال تيارات الطقس والمحيطات، الطاقة الحرارية الموجودة في المناطق الاستوائية نحو القطبين، حيث تنبعث على شكل إشعاع حراري بالأشعة تحت الحمراء – وهو نفس نوع الطاقة التي تشعر بها من المصباح الحراري، وحوالي 60% من تتدفق هذه الطاقة إلى الفضاء بأطوال موجية للأشعة تحت الحمراء البعيدة لم يتم قياسها بشكل منهجي من قبل.
وقال بريان دروين، العالم ونائب الباحث الرئيسي للمهمة في مختبر الدفع النفاث التابع لناسا في جنوب كاليفورنيا: “لدينا القدرة على اكتشاف بعض الأشياء الأساسية حول كيفية عمل كوكبنا”. “في توقعات المناخ، الكثير من عدم اليقين يأتي مما لا نعرفه عن القطب الشمالي.” ومدى كفاءة بعث الإشعاع إلى الفضاء. ولم تكن أهمية هذا الإشعاع مدركة في أغلب فترات عصر الفضاء، لكننا نعرفه الآن ونهدف إلى قياسه.
الابتكارات والتحديات التكنولوجية
سيتم إطلاق كل قمر صناعي من نيوزيلندا بفارق أسبوعين في شهر مايو، وسيحمل مطيافًا حراريًا للأشعة تحت الحمراء. تشتمل الأدوات التي صممها مختبر الدفع النفاث على مرايا وأجهزة كشف ذات شكل خاص لتقسيم وقياس ضوء الأشعة تحت الحمراء. يتم استخدام تقنية مماثلة بواسطة Mars Climate Sounder على مركبة المريخ الجوالة. مركبة استكشاف المريخ المدارية التابعة لناسا لاستكشاف الغلاف الجوي والطقس للكوكب الأحمر.
نقطة الصفر لتغير المناخ
لتحقيق أقصى قدر من التغطية، سوف يدور التوأم PREFIRE حول الأرض على طول مسارات مختلفة، متداخلة كل بضع ساعات بالقرب من القطبين.
منذ السبعينيات، ارتفعت درجة حرارة القطب الشمالي بمعدل أسرع بثلاث مرات على الأقل من أي مكان آخر على الأرض. وقد تقلص الجليد البحري الشتوي هناك بأكثر من 15900 ميل مربع (41200 كيلومتر مربع) سنويًا، وهو ما يمثل خسارة قدرها 2.6% لكل عقد مقارنة بالمتوسط. وتمتد الفترة من 1981 إلى 2010، ويحدث التغيير على الجانب الآخر من الكوكب أيضًا: إذ تفقد الصفائح الجليدية في القارة القطبية الجنوبية كتلتها بمعدل متوسط يبلغ حوالي 150 مليار طن سنويًا.
وقال تريستان ليكوير، الأستاذ في جامعة هارفارد: “إذا قمت بتغيير المناطق القطبية، فإنك ستغير أيضًا الطقس بشكل أساسي في جميع أنحاء العالم، والعواصف الشديدة والفيضانات وتآكل السواحل – كل هذه الأشياء تتأثر بما يحدث في القطب الشمالي والقارة القطبية الجنوبية”. جامعة ويسكونسن ماديسون والباحث الرئيسي للبعثة. “
تعزيز النماذج المناخية
سيوفر PREFIRE بيانات جديدة حول مجموعة من المتغيرات المناخية، بما في ذلك درجة حرارة الغلاف الجوي، وخصائص السطح، وبخار الماء، والسحب. وأخيرا، مزيد من المعلومات.
