بادبان‌های خورشیدی درباره آب‌وهوای خطرناک هشدار می‌دهند
سازمان ملی اقیانوسی و جوی در حال توسعه بادبان خورشیدی برای هدایت ماهواره‌ها است که زمان پیش‌بینی وقوع طوفان‌های خورشیدی سریع را تا ۱۰۰ دقیقه بهبود می‌بخشد؛ این فناوری به دانشمندان امکان می‌دهد تا هشدارهای زودهنگام‌تری در مورد رویدادهای آب و هوای فضایی، مانند طوفان‌های ژئومغناطیسی، ارائه دهند که ظرفیت اختلال در سامانه‌های فناوری روی زمین را دارند.
پروژه ناو خورشیدی
عرفان عظیم (Irfan Azeem)، رئیس بخش تحقیقات عملیات و برنامه‌ریزی پروژه در اداره مشاهدات هوای فضایی اداره ملی اقیانوسی و جوی آمریکا (NOAA)، می‌گوید: «فضاپیماها می‌توانند با استفاده از بادبان‌های خورشیدی که با نور خورشید حرکت می‌کنند، در فضا از مکانی به مکان دیگر منتقل شوند؛ این فناوری جدید جایگزینی برای روش‌های سنتی پیشرانش در فضاپیماها است و می‌تواند هزینه‌ها را کاهش دهد.»
دفتر مشاهدات هوای فضایی بر سامانه‌های ماهواره‌ای عملیاتی ناسا در فضا نظارت می‌کند که داده‌های مهمی را درباره مشاهده نقاط بین زمین و خورشید ارائه می‌دهند. اطلاعات جمع‌آوری‌شده از تجهیزات ماهواره‌های مختلف به پیش‌بینی‌کنندگان آب‌وهوای فضایی کمک می‌کند تا وقایع را زمان‌بندی کنند تا در صورتی که شراره‌های خورشیدی ظرفیت تاثیرگذاری بر زمین، سایر فناوری‌های فضایی یا فضانوردان را داشته باشند، ساعت وقوع رویدادها را اعلام کنند و هشدارهایی را ارائه دهند.
برخی از ماموریت‌های فضایی کنونی که بررسی‌هایی را درباره رویدادهای خورشیدی ارائه می‌دهند، کاوشگر ترکیب پیشرفته (ACE) ناسا و رصدخانه اقلیم فضای ژرف (Deep Space Climate Observatory به اختصار DSCOVR) اداره ملی اقیانوسی و جوی آمریکا برای نظارت بر شرایط باد خورشیدی و ارائه هشدار پیش از وقوع طوفان‌های فضایی است؛ تلسکوپ DSCOVR در فوریه۲۰۱۵ پرتاب شد و اکنون در مدار بین زمین و خورشید قرار دارد و ذرات و پلاسما از تاج خورشیدی را رصد می‌کند.
زیر نظر داشتن باد خورشیدی به این دلیل مهم است که اگر در تماس با سیاره زمین قرار بگیرد، می‌تواند با میدان مغناطیسی زمین تعامل داشته باشد و شفق‌های قطبی را در نزدیکی مناطق قطبی ایجاد کند. باد خورشیدی از ذرات باردار، عمدتا الکترون و پروتون که از لایه بیرونی جو خورشید (کرونا) خارج می‌شوند، تشکیل شده است؛ این ذرات از مناطقی مانند حفره‌های تاجی و مناطق فعال خورشیدی ساطع می‌شوند و با میدان مغناطیسی زمین برهمکنش می‌کنند و در صورت شدت یافتن، طوفان‌های ژئومغناطیسی ایجاد می‌کنند.
هشدارهای مربوط به طوفان‌های فضایی، پیش از وقوع صادر می‌شوند، اما در صورتی که این طوفان‌ها ظرفیت تاثیر بر سامانه‌های مختلفی مانند شبکه‌های برق، GPS، کشاورزی و ترافیک هوایی را داشته باشند، زمان بیشتری برای اطلاع‌رسانی لازم است. دانشمندان از طریق برنامه (Space Weather Next) اداره ملی اقیانوسی و جوی آمریکا به کار کردن روی چگونگی کمک به ماموریت‌های ماهواره‌ای آینده در ارائه اطلاع‌رسانی بیشتر پیرامون طوفان‌های ژئومغناطیسی ادامه می‌دهند. این بدان معناست که آن‌ها با بررسی‌های نزدیکتر به خورشید باید راه‌هایی را برای دریافت اطلاعات در مدت کوتاهی پس از انتشار شراره‌های خورشیدی بیابند.
اینجاست که بادبان‌های خورشیدی وارد می‌شوند. عظیم می‌گوید: «بادبان خورشیدی ما را قادر می‌کند تا فراتر از نقطه لاگرانژ ۱ (L1) برویم که موقعیت کنونی با کارآیی بیشتر است. نقطه لاگرانژ ۱ در حال حاضر یک مدار نیمه‌پایدار را برای دریافت مناظر دائمی و بدون مانع از خورشید فراهم می‌کند، اما اگر بخواهیم بالاتر برویم، باید از ماهواره‌برهای شیمیایی استفاده کنیم. بادبان‌های خورشیدی راهی مقرون‌به‌صرفه برای عبور از نقطه لاگرانژ یک هستند.»
نقطه لاگرانژ ۱ مکانی بین خورشید و زمین است که تقریبا ۱.۵ میلیون کیلومتر از سیاره زمین فاصله دارد. در این مکان، فضاپیما می‌تواند در یک نقطه ثابت قرار بگیرد تا فعالیت خورشید را مشاهده کند، هر چه ماهواره‌ها به خورشید نزدیکتر باشند، داده‌های مربوط به وقایع آب و هوایی فضایی زودتر پیش، حین و پس از رویدادهای جوی فضایی منتشر می‌شوند. عظیم توضیح می‌دهد: «فضاپیماها با استفاده از بادبان‌های خورشیدی می‌توانند بیشتر در بالای باد خورشیدی حرکت کنند و این کار می‌تواند زمان هشدار را تا ۵۰ درصد افزایش دهد.»
نسخه کامل بادبان خورشیدی اداره ملی اقیانوسی و جوی آمریکا در دست ساخت قرار دارد که بخشی از پروژه ناو خورشیدی (Solar Cruiser) با همکاری ناساست. بادبان پس از استقرار، وسعت ۱۶۵۳ متر مربع را در بر می‌گیرد؛ این پروژه، شامل ساخت یک نمونه کامل از بادبان خورشیدی است که در حال حاضر در حال ساخت می‌باشد؛ این بادبان‌ها به همراه یک سامانه توزیع در حال ساخت هستند و انتظار می‌رود تا فوریه۲۰۲۶ تکمیل شوند. با پیشرفت مطلوب، پرتاب آن در سال ۲۰۲۹ پیش‌بینی می‌شود.