ستوفر مجموعة الأقمار الصناعية معلومات حول السحب وتأثيرها على المناخ، وقد حصل المشروع على منحة قدرها 14 مليون يورو من مجلس البحوث الأوروبي
سيتم إطلاق عشرة أقمار صناعية نانوية، وزن كل منها ثلاثة كيلوغرامات وحجم صندوق أحذية، خلال سنوات قليلة لرحلة مأهولة في مدار حول الأرض وستوفر معلومات غير مسبوقة عن السحب وتأثيرها على المناخ. وسيوفر النظام المبتكر بيانات عن التركيب الداخلي والبنية الخارجية للسحب، باستخدام تقنية تم تطويرها مستوحاة من التصوير المقطعي الطبي - الذي يرسم خرائط لداخل الجسم بشكل ثلاثي الأبعاد. ومن خلال دراسة مجالات السحب الصغيرة، التي لا يمكن قياسها بشكل جيد بواسطة تقنيات الأقمار الصناعية الحالية، من المتوقع أن يقلل المشروع من أوجه عدم اليقين الكبيرة الموجودة حاليًا في نمذجة الغلاف الجوي وفي التنبؤ بالتغيرات المناخية.
حصل مشروع CloudCT على منحة قدرها 14 مليون يورو من مجلس البحوث الأوروبي ERC، كجزء من برنامج التآزر (ERC Synergy Program). تأسس هذا البرنامج بهدف إنتاج "كل أكبر من مجموع أجزائه"، أي تشجيع الأسئلة البحثية الطموحة التي تتطلب التعاون بين العديد من الباحثين ومزيجًا من قدراتهم التكميلية. ويعتبر 14 مليون يورو أعلى مبلغ قد يخصصه المجلس ضمن البرنامج، وهذه هي السنة الأولى التي يفوز فيها علماء إسرائيليون بهذا النوع من المنح.
المشروع الحالي يقوده باحثان إسرائيليان وباحث ألماني - البروفيسور يوآف شيشنر من كلية فيتيربي للهندسة الكهربائية في التخنيون، خبير في الرؤية الحاسوبية والتصوير المقطعي المحوسب، البروفيسور إيلان كورين من قسم علوم الأرض والكواكب بحث في معهد وايزمان للعلوم، خبير في فيزياء السحاب وجاشيم والبروفيسور كلاوس شيلينغ من معهد تكنولوجيا المعلومات في فورتسبورغ بألمانيا، خبير في تقنيات هيكل الطيران للأقمار الصناعية الصغيرة.
تلعب الغيوم دورًا مركزيًا في توازن الطاقة ودورة المياه في الطبيعة. ومع ذلك، حتى الأخطاء الصغيرة في تقدير خصائصها يمكن أن تؤدي إلى أخطاء كبيرة في التنبؤ بالمناخ. ووفقا للبروفيسور كورين، "تستخدم الأقمار الصناعية اليوم لدراسة الهياكل السحابية الكبيرة بدقة لا تكفي لمشاهدة السحب الصغيرة. وحتى السحب الصغيرة تؤثر على المناخ وتتأثر بشكل كبير بالتغيرات فيه، لذا من المهم تطوير طرق قياس خصائصها ودراسة تفاعلاتها مع الظروف البيئية المتغيرة. وسيمهد مشروع CloudCT الطريق لذلك."
وبحسب البروفيسور شيشنر فإن "فكرة قياس المحتوى الداخلي (التصوير المقطعي) للسحب من الفضاء مستوحاة من التصوير المقطعي الطبي. وعلى غرار تقنية التصوير هذه في تطبيقها الطبي، سيتم التقاط الصور في CloudCT من اتجاهات عديدة حول السحابة وفوقها. سيتم تنفيذ التصوير متعدد الاتجاهات في نفس الوقت باستخدام أقمار صناعية صغيرة ورشيقة جدًا تتحرك في رحلة ذات هيكل مستقل. ومع ذلك، على عكس الأشعة المقطعية الطبية، حيث يوجد تحكم نشط في مصدر الإشعاع على الجسم، سنعتمد هنا على الإشعاع الشمسي الطبيعي وتشتيت الضوء الموجود. وهذا أحد أكبر التحديات في المشروع".
التحدي الآخر هو إنشاء شبكة ساتلية مستقلة تحافظ بداخلها على قدر كبير من التنسيق وقدرات الاستجابة والتحكم الدقيق. ووفقاً للبروفيسور شيلينغ، فإن "نظام الأقمار الصناعية الموزعة الذي نقوم بتطويره لصالح المشروع هو مثال على قدرة نظام برمجي مبتكر على تعويض القيود الناتجة عن التصغير. سيسمح لنا هذا الابتكار بتطوير شبكة أقمار صناعية ذات تنظيم ذاتي تلقائي وتعزيز مفاهيم جديدة للمراقبة والتطورات العلمية بشكل عام."
ويعمل العلماء هذه الأيام على بناء فرق العمل وعلى التخطيط التفصيلي للمشروع. وحتى الإطلاق، سوف يستثمرون في التخطيط التفصيلي واختبار الجوانب المختلفة للمشروع. ووفقاً للبروفيسور شيلينغ، "سنستخدم في هذه الاختبارات أسطولاً من ثلاثة أقمار صناعية يُطلق عليها اسم TOM ومحاكينا المتقدم في فورتسبورغ". ويضيف البروفيسور كورين أن "هذا المشروع سيوفر لنا فرصة لرسم خريطة للسحب بطريقة غير مسبوقة".
يقول البروفيسور شيشنر: "نحن سعداء جدًا باختيار مجلس الأبحاث الأوروبي CloudCT". "هذا مشروع رائد يجلب مفاهيم رصدية جديدة واختراقات في خوارزميات الرؤية الحاسوبية المتطورة."
تم إرسال الخبر بشكل مشترك من قبل معهد وايزمان والتخنيون
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
תגובה אחת
البروفيسور إيلان كورين
تحية وبعد
اسمي توفيا بيرغر، ولست عالمة أو باحثة مناخية، لكني مهتمة بالموضوع. قرأت عدة مقالات عن موضوع الدخان وتأثيره على ظاهرة الاحتباس الحراري. فقد قدروا في أحد الأماكن أن تأثير الدخان يتراوح بين 460 إلى 1500 مرة لكل وحدة وزن مقارنة بثاني أكسيد الكربون، وفي مكان آخر قيل أن التأثير 2 مرة، وفي مكان آخر 3000 مرة، وعلى أية حال فإن الدخان له تأثير كبير للغاية. تأثير خطير. والدليل على ذلك هو انزلاق نهر جليدي في جبال الهيمالايا، حيث تسبب الانزلاق في فيضان قتل فيه أكثر من 3200 هندي. لدي مجموعة من الصور تظهر مساحات شاسعة من الأنهار الجليدية المغطاة بالسخام، في القطبين وفي جبال الهيمالايا. ليست هناك حاجة لتوضيح معنى هذا.
لكن الأهم هو تأثيرها على الشخص. وبما أن السخام يحتوي أيضًا على جزيئات PM.10 وPM2.5، فهي عامل ضار بشكل خاص. ووفقا لإحدى الدراسات، فإنها تتسبب في وفاة 160,000 ألف شخص في خمس مدن رئيسية.
كل هذه المقدمة الطويلة تأتي لتقدم الشيء الرئيسي: أكبر مخاوفي بشأن عطلة "لاج بعمر" لقد عدت ذات مرة من الرقص في نهاية هذه العطلة وكان المنظر فظيعًا - كان من الممكن رؤية سحب من الدخان الأسود من خلال نافذة الطائرة. تطلب السلطات من الأشخاص الحساسين أن يحبسوا أنفسهم في منازلهم، وهو ما يعادل الحجامة على شخص ميت. الخطر الكبير - حتى الأطفال الصغار يجلسون حول النيران، فيمتصون كمية كبيرة من الدخان، وبعضها سيبقى في صحتهم إلى الأبد. جزء آخر سوف يذهب إلى مجرى الدم. وحتى المتعافين من كورونا قد يتضررون من ذلك.
ولهذا السبب رأيت أنه من المفيد دعوة السلطات للتحرك للحد من هذه الظاهرة.
إذا كان الموضوع يبدو مهما لذلك، سأكون سعيدا بالحديث معك.
مع خالص التقدير، توفيا
برجر