استفاده از بمب پلاسمایی به منظور تقویت ارتباطات ماهواره‌ای

ماهواره‌های کوچک به نام کیوب‌ست (CubeSats)، با اندازه‌ای به مقدار فقط چند سانتی‌متر مکعب می‌تواند برای پروژه‌ی رهاسازی بمب‌های پلاسمایی در جو زمین استفاده شوند، و محققان در سه تیم مجزا در حال حاضر به دنبال یافتن راهکاری برای عملی کردن این ایده هستند.

 بزرگترین چالش پیش رو این است که ژنراتورهای پلاسمایی چگونه روی کیوب‌ست‌های کوچک در حال چرخش نصب خواهد شد و در مرحله‌ی بعد نیز چالش پیش این است که پراکنده‌سازی پلاسما به چه شکلی کنترل خواهد شد.

 جان کلاین (John Kline) از شرکت هوافضایی پشتیبانی ابزار تحقیقات در گفتگو با دیوید هامبلینگ از مجله‌ی نیو ساینتیست در این باره گفت:

این پروژه‌ها واقعا در مراحل اولیه هستند، و نشان‌دهنده‌ی مرزهای پژوهش پلاسما برای اصلاح یونوسفر به شمار می‌روند. این احتمال هم وجود دارد که یک چالش غیرقابل عبور باشد.

 حال پرسش این است که چرا چنین کاری صورت می‌گیرد؟ آنچه که نیروی هوایی در حال تلاش برای انجامش است، افزایش مقدار یون موجود در یونوسفر است. یونوسفر از حدود ۶۰ کیلومتری جو زمین شروع می‌شود. این لایه از اتمسفر به خاطر ایجاد نورهای شفق قطبی شناخته شده است، اما نقش مهم‌تر آن برای ما در سیستم ارتباطات جهانی است. زیرا یونوسفر همچنین بازتاب‌دهنده‌ی امواج رادیویی است.

امواج رادیویی که از سطح یونوسفر به فضا باز می‌گردند، می‌توانند فاصله‌ی بیشتری را در قیاس با خود امواج رادیویی بپیمایند و از سویی نیز با اضافه کردن گاز یونیزه شده (پلاسما) به اتمسفر، در حالت تئوری، این لایه باید در زمینه‌ی بازتاب ارتباطات رادیویی در سراسر انحنای زمین عملکرد بهتری پیدا کند.

 به همین دلیل است که سیگنال‌های رادیویی گاهی اوقات در هنگام شب کارکرد بهتری دارند، این زمان در واقع هنگامی است که چگالی ذرات باردار یونوسفر بالاتر است. مزایای بالقوه‌ی دیگری نیز در صورت عملی شدن این پروژه وجود دارد: یونوسفر متراکم‌تر می‌تواند حفاظت بهتری در برابر توفان‌های خورشیدی داشته باشد. این توفان‌ها می‌توانند در شبکه‌های GPS و سایر ارتباطات اختلال ایجاد کنند.

 علاوه بر حمایت کمپانی ابزار تحقیقات، دو گروه دیگر نیز در حال حاضر برای پی بردن به چگونگی کارکرد این بمباران پلاسمایی مشغول کار هستند و به بهترین پیشنهاد ارایه شده از سوی هر یک از گروه‌ها، بودجه‌ی لازم تخصیص داده خواهد شد تا وارد مرحله‌ی دوم پژوهش‌ها، شامل تست‌های آزمایشگاهی و پروازهای فضایی اکتشافی شوند.

 یکی از این تیم‌های پژوهشی از دانشگاه درکسل است و در نظر دارد تا پلاسما را با استفاده از یک واکنش شیمیایی کنترل‌شده به منظور گرم کردن یک قطعه فلز تا مقداری فراتر از نقطه‌ی جوش آن به دست آورند. این فرایند باعث خواهد شد که فلز مورد نظر بلادرنگ با اکسیژن هوا واکنش داده و به ایجاد پلاسمای یونیزه منجر شود.

 در همین حال، یک گروه دیگر نیز از دانشگاه مریلند می‌خواهند از منفجر کردن بمب‌های کوچک بهره ببرند و از انرژی انفجار برای ایجاد انرژی الکتریکی استفاده کنند. به گفته‌ی محققان این گروه،‌ انواع مختلف انفجار می‌تواند به ایجاد اشکال مختلف ابرهای پلاسمایی منجر شود.

 در حالی که شاکله‌ی کلی ایده‌ی بمب پلاسمایی ممکن است به نظر کاملا جدید برسد. اما گفتنی است که این نخستین باری نیست که دانشمندان به دنبال چنین نوع ایده‌ای رفته باشند. پیشتر در دهه‌ی ۱۹۹۰، برنامه‌ی پژوهش شفق‌های قطبی فرکانس بالا (HAARP) در آلاسکا شروع به استفاده از آنتنی بر روی زمین برای تولید پلاسما و تقویت یونوسفر کردند، اما نیروی هوایی ایالات متحده در حال حاضر می‌خواهد یک راه حل مدرن‌تر برای این هدف به کار گیرد.

 با این اوصاف هنوز برای آماده‌سازی این فناوری و استفاده از آن به صورت عملی راه زیادی در پیش داریم. اما روزی در آینده خواهد رسید که کیفیت شبکه‌های رادیویی به لطف ماهواره‌های کوچک در حال توسعه‌ای که به منظور شلیک پلاسما روی آنها کار می‌شود، به مقدار بسیار چشمگیری بهبود خواهند یافت.

 با اینکه همه‌ی ما به این موضوع اطمینان داریم که فعالیت‌های فوق در روزهای آغازین خود قرار دارند. اما از سویی بی‌صبرانه منتظریم تا شاهد نتیجه‌ی پژوهش‌های این دانشمندان باشیم.