אוניברסיטת ברמינגהם מובילה את המחקר כדי להגדיר מחדש את ההבנה של חלקיקי חלל קרוב לכדור הארץ, תוך שאלה של מודלים מסורתיים ושואפת לשפר את תחזיות מזג האוויר בחלל. קרדיט: NASA/Van Allen Probes/Goddard Space Flight Center
תובנות חדשות על הסביבה המסוכנת של החלל הקרוב לכדור הארץ עשויות לחולל מהפכה בחיזוי מזג האוויר בחלל, המונעת על ידי מחקר בינלאומי שיתופי.
אתגר למדעני החלל להבין טוב יותר את סביבת החלל המסוכנת שלנו קרוב לכדור הארץ הוגדר במחקר חדש בראשות אוניברסיטת ברמינגהם.
המחקר מייצג את הצעד הראשון לקראת תיאוריות ושיטות חדשות שיעזרו למדענים לחזות ולנתח את התנהגותם של חלקיקים בחלל. יש לזה השלכות על מחקר תיאורטי, כמו גם על יישומים מעשיים כמו חיזוי מזג אוויר בחלל.
חקר חגורות הקרינה
המחקר התמקד בשתי פסים של חלקיקים אנרגטיים בחלל קרוב לכדור הארץ, המכונה חגורות הקרינה, או חגורות ואן אלן. חלקיקים אלה לכודים בתוך המגנטוספירה של כדור הארץ ועלולים לפגוע באלקטרוניקה בלוויינים ובחלליות העוברות דרכם, כמו גם להוות סיכונים לאסטרונאוטים.
הבנת האופן שבו חלקיקים אלה מתנהגים הייתה מטרה עבור פיזיקאים ומהנדסים במשך עשרות שנים. מאז שנות ה-60, חוקרים השתמשו בעקרונות הכלולים ב'מודלים קווזילינארים' כדי להסביר כיצד החלקיקים הטעונים נעים בחלל.
אתגרים בתיאוריות פיזיקת החלל
במחקר החדש, לעומת זאת, חוקרים מצאו ראיות לכך שהתיאוריה הסטנדרטית עשויה שלא לחול באותה תדירות כפי שהניחו בעבר. צוות של 16 מדענים, ממוסדות בבריטניה, ארה"ב ופינלנד, חקר את גבולות התיאוריות הסטנדרטיות. היישום של התיאוריה הקווזילינארית יכול להיראות פשוט, אך למעשה שילובה במודלים של פיזיקת החלל בהתאם למדידות מדעיות שנעשו בחלל הוא הליך עדין. מאמר זה מפרק את האתגרים מאחורי תהליך זה.
הממצאים מתפרסמים במהדורה מיוחדת של גבולות באסטרונומיה ומדעי החלל: "אתגר העורך בפיזיקת החלל: בעיות פתורות ובלתי פתורות בפיזיקה של החלל."
כיוונים עתידיים ומחקר שיתופי
המחבר הראשי, ד"ר אוליבר אלנסון, מקבוצת הנדסת סביבת החלל והרדיו (SERENE) באוניברסיטת ברמינגהם, אמר: "השגת הבנה טובה יותר של התנהגותם של חלקיקים אלו חיונית לפירוש נתוני לוויין ולהבנת הפיסיקה הבסיסית. של סביבות חלל".
חוקרים המעורבים במחקר יושבים בבריטניה באוניברסיטאות ברמינגהאם, אקסטר, נורת'ומבריה, וורוויק, סנט אנדרוז ובסקר אנטארקטיקה הבריטי; בארה"ב באוניברסיטת קליפורניה בלוס אנג'לס, אוניברסיטת איווה ומעבדת המחקר של חיל האוויר האמריקאי, ניו מקסיקו; ובפינלנד באוניברסיטת הלסינקי.
השלבים הבאים למחקר יכללו תיאור תיאורטי משופר המבוסס על הממצאים בעבודה זו, אשר לאחר מכן ניתן להשתמש בו במודלים של מזג אוויר בחלל כדי לחזות את התנהגותם של חלקיקים מסוכנים אלה בחלל קרוב לכדור הארץ.
