هارپ چیست ؟
به صورت کلی باید گفت هارپ پروژه تحقیق از یونوسفر با استفاده از ارسال امواج فرکانس بالا به این لایه و بررسی برهمکنش این امواج با لایه یونوسفر زمین است. در این مطلب در مورد تاریخچه هارپ و شایعاتی که پیرامون این پروژه تحقیقاتی وجود دارد به صورت مفصل صحبت خواهیم کرد.
برنامه تحقیق از یونوسفر با فرکانس بالا (High-frequency Active Auroral Research Program) که به اختصار «هارپ» (HAARP) نامیده می شود، توانمندترین فرستنده با قدرت بالا و فرکانس بالا (HF) در جهان برای مطالعه لایه یونوسفر است.
ابزار اصلی این پروژه «ابزار تحقیقی یونوسفر» (Ionospheric Research Instrument) یا IRI است که مجموعه ای فازی از 180 آنتن دو قطبی متقاطع HF یا فرکانس بالا است و در 33 هکتار پخش شده و قادر به تابش 3٫6 مگاوات به جو فوقانی و یونوسفر است.
فرکانس امواج ارسالی از این آنتن ها در محدوده 2٫7 تا 10 مگاهرتز قابل تغییر و انتخاب هستند و از آنجا که آنتن ها دارای ساز و کار پیچیده هستند، پرتو ارسال شده می تواند اشکال مختلفی داشته باشد، در یک طیف وسیع زاویه ای اسکن شود و چندین پرتو تشکیل دهد.
تصویر 1: پروژه هارپ مجموعه ای فازی از 180 آنتن دو قطبی متقاطع فرکانس بالا است و در 33 هکتار پخش شده و قادر به تابش 3٫6 مگاوات به جو فوقانی و یونوسفر است.
این مرکز از 30 ایستگاه فرستنده که هر کدام شش جفت فرستنده 10 کیلوواتی دارند برای دستیابی به توان انتقال 3٫6 مگاوات استفاده می کند.
هارپ برای چه چیز استفاده می شود؟
هدف از تحقیقات در پروژه هارپ انجام مطالعه اساسی فرآیندهای فیزیکی در بالاترین قسمت های جو است که ترموسفر و یونوسفر نامیده می شوند. این تحقیق به دو دسته (1) فعال و (2) غیرفعال تقسیم می شود. در قسمت فعال استفاده از ابزار تحقیقات یونوسفر نیاز است و در حالت غیرفعال فقط از ابزارهای نظارت استفاده می شود.
امواج رادیویی فرستاده شده از هارپ می توانند با یون ها و الکترون های لایه یونوسفر تعامل و برهمکنش داشته باشند. امواج رادیویی هارپ الکترون ها را گرم کرده و اختلالات کوچکی ایجاد می کند که شبیه انواع فعل و انفعالات در طبیعت است.
ویژگی اصلی آزمایش های هارپ این است که اختلالات ایجاد شده بر خلاف پدیده های طبیعی تصادفی نیستند و امکان مشاهده و مطالعه آن برای دانشمندان و محققین به وجود می آید. در حقیقت با استفاده از هارپ دانشمندان می توانند زمان و مکان اختلالات را کنترل کنند تا بتوانند اثرات آن را اندازه گیری کنند. علاوه بر این آن ها می توانند آزمایشات را تکرار و مجدداً اندازه گیری ها را انجام دهند تا از نتیجه آزمایش و نتیجه گیری های خود مطمئن شوند.
یونوسفر چیست؟
لایه یونوسفر خارجی ترین لایه اتمسفر زمین است. لایه یونوسفر از ارتفاع حدود 60 تا 80 کیلومتری شروع می شود و تا ارتفاع 500 کیلومتری نیز گسترش می یابد. در یونوسفر اتم ها و الکترون هایی وجود دارد که به دلیل تابش فرابنفش خورشید یونیزه شده اند.
لایه یونوسفر برای رادیو مهم است زیرا امواج رادیویی با فرکانس پایین که به لایه یونوسفر می رسند از لایه یونوسفر عبور نکرده و برمی گردند و بدین ترتیب ارتباطات دور بُرد ممکن می شود. در فرکانس های بالا امواج رادیویی فرستاده شده از ماهواره ها از لایه یونوسفر عبور می کنند.
تصویر 2: لایه یونوسفر
این لایه دقیقاً جایی است که شفق قطبی در زمانی که بادهای خورشیدی با اتم های اکسیژن و نیتروژن این لایه برخورد می کنند، اتفاق می افتد.
هارپ در کجا قرار دارد؟
مکان این پروژه نزدیک «گاکونا» (Gakona) انتخاب شد زیرا زمین این منطقه تخت است و در منطقه قطبی شمال که شفق قطبی رخ می دهد قرار دارد. هارپ نزدیک به یک بزرگراه بزرگ است اما به اندازه کافی دورافتاده است تا هیچ منبع تداخل الکتریکی یا رادیویی در آن نزدیکی وجود نداشته باشد.
چرا هارپ ساخته شد؟
به دلیل اهمیت یونوسفر برای ارتباطات رادیویی در اوایل دهه 1990 نیروی هوایی و نیروی دریایی ایالات متحده پروژه هارپ را پیشنهاد دادند و نیروی هوایی ساخت آن را در سال 1993 آغاز کرد.
هدف این پروژه تحقیق در رابطه با خصوصیات فیزیکی و الکتریکی یونوسفر زمین بود که می تواند بر سیستم های ارتباطی و ناوبری نظامی و غیرنظامی تأثیر بگذارد. مسئولیت هارپ در سال 2015 به دانشگاه «آلاسکا فیربانکس» (Alaska Fairbanks) منتقل شد.
چرا هارپ در آلاسکا ساخته شد؟
نیروی هوایی آمریکا گاکونا در آلاسکا را به عنوان مکان پروژه هارپ انتخاب کرد زیرا دارای معیارهای زیر بود:
مالک هارپ کیست؟
برای بیش از 25 سال آزمایشگاه های نیروی هوایی (AFRL) اداره وسایل نقلیه فضایی در پایگاه نیروی هوایی کیرتلند، نیومکزیکو و دانشگاه آلاسکا فیربانکس (UAF) در زمینه تحقیقات یونوسفر در پروژه هارپ با یکدیگر همکاری داشتند. زمانی که بودجه دانشگاه آلاسکا برای تحقیق و توسعه کاهش یافت، تلاش هایی انجام شد تا راه حلی برای حفظ این منبع تحقیقاتی ملی پیدا شود.
در آگوست 2015 تجهیزات تحقیقاتی تحت توافق نامه مشارکت آموزش (EPA) به دانشگاه آلاسکا منتقل شد. همچنین برای تأمین و تفویض اختیارات و کنترل و مدیریت به این دانشگاه توافق نامه تحقیق و توسعه همکاری (CRADA) منعقد شد.
این توافق نامه ها، توافقات منحصر به فردی هستند که دسترسی به منابع گسترده بودجه دولت را فراهم می کنند و می توان از آن ها استفاده کرد تا نتایج ویژه و قدرتمندی به دست آید. این امر معمول است که سازمان های دولتی مالکیت تجهیزات تحقیقاتی را برای ادامه حمایت از علم به دانشگاه ها منتقل می کنند.
مسئولیت امکانات و تجهیزات هارپ نیز به طور رسمی از 11 آگوست 2015 از ارتش به دانشگاه آلاسکا منتقل شده است.
هارپ چگونه کار می کند؟
دانشمندان در هارپ از فرستنده های رادیویی فرکانس بالا برای گرم کردن مناطق کوچک یونوسفر و مشاهده اثرات آن (از جمله گرمایش یونوسفر) استفاده می کنند.
در مقایسه با هارپ در تحقیقات فضایی سنتی که از مشاهدات زمینی یا آزمایش توسط موشک های صوتی استفاده می شود روزها، هفته ها و یا حتی سال ها زمان لازم است تا شرایط مورد نظر برای انجام آزمایش به صورت طبیعی به دست آید.
ماهواره ها می توانند پایگاه داده های بسیار بزرگ تری جمع کنند اما هماهنگی ماهواره با پدیده های مورد نظر دشوار است. با ایجاد امکاناتی مانند پروژه هارپ، می توان محیط آزمایشی را به گونه ای ایجاد کرد تا ساختارهای پلاسمایی و بی نظم ایجاد شود و از یونوسفر مانند آنتن برای تحریک امواج با فرکانس پایین، ایجاد درخشش های شفاف نورانی ضعیف و انواع آزمایش های دیگر استفاده کرد.
ابزار تحقیقی یونوسفر امواجی با فرکانس های 2٫7 تا 10 مگاهرتز و با قدرت 3٫6 مگاوات ارسال می کنند. امواج رادیویی به سمت بالا به یونوسفر جایی که باعث حرکت الکترون ها به صورت امواج می شود، منتقل می شوند.
در حقیقت هارپ مانند یک بخاری یونوسفر است، به این دلیل که تحریک الکترون ها دمای آن ها را افزایش می دهد و این قدرتمندترین بخاری یونوسفر در جهان است.
با تغییر چگالی الکترون ها در یک منطقه خاص دانشمندان می توانند نحوه واکنش یونوسفر به تغییر شرایط را مطالعه کنند.
هارپ چه زمانی ساخته شد؟
ساخت و ساز در ایستگاه تحقیقاتی هارپ در سال 1993 آغاز شد. در ادامه اولین مرکز عملیاتی در زمستان سال 1994 با سه ابزار غیرفعال تشخیصی و نمونه اولیه یک فرستنده فرکانس بالا برای ارزیابی متشکل از 18 آنتن با توان تابش خالص 360 کیلووات تکمیل شد.
تا سال 1999 هارپ با افزودن چندین ابزار اضافی به مجموعه تشخیصی و یک فرستنده فرکانس بالا بهبود یافته با 48 آنتن و توان خالص تابش 960 کیلووات در یک سطح متوسط قادر به انجام تحقیقات یونوسفر با کیفیت بالا بود.
بین سال های 2003 و 2006 ابزارهای جدیدی از جمله رادار یونوسفر فرکانسی فوق العاده بالا (UHF) و گنبد تلسکوپی برای مشاهدات نوری به این مرکز اضافه شدند. فرستنده فرکانس بالا اکنون شامل 180 آنتن با توان تابش خالص 3600 کیلووات یا 3٫6 مگاوات است.
کمپین تحقیقاتی هارپ چگونه است؟
کمپین های تحقیقاتی برای بهینه سازی زمان تدارکات و پرسنل با ترکیب چندین آزمایش در یک بازه زمانی مشخص ایجاد شده اند. چنین کمپین هایی تقریباً شش هفته قبل برنامه ریزی شده و هر سال سه تا چهار بار انجام می شوند.
در هارپ به دلیل تغییر شرایط یونوسفر و رویدادهای زمین خورشیدی، زمان ها و فرکانس های واقعی برای هر آزمایش داده شده در داخل یک کمپین را نمی توان مگر در زمان واقعی انجام آزمایش تعیین کرد.
بین سال های 1999 و 2014 بیش از 20 کمپین تحقیقاتی عمده و مطالعات کوتاه مدت متعدد در این مرکز انجام شد. این دوره های مطالعاتی از 130 روز (2008) تا 15 روز (2014) متغیر بود.
از زمان انتقال سایت در سال 2015 دانشگاه آلاسکا شش پروژه تحقیقاتی تنظیم کرده است که شامل موارد زیر هستند:
1) 19-23 فوریه 2017، 2) 21-25 سپتامبر 2017، 3) 6-14 آوریل 2018، 4) 30 جولای-1 آگوست 2018، 5) 29 نوامبر تا 3 دسامبر 2018 و 6) 25 تا 28 مارس 2019. قرار است کمپین تحقیقات بعدی هارپ در زمستان 2020-2021 انجام شود.
چه کسی تحقیق در هارپ را انجام می دهد؟
دانشمندانی که ممکن است در هارپ تحقیق و آزمایش انجام دهند فیزیکدانان و مهندسان دانشگاه، دانشجویان آن ها، محققان دولتی و محققان شرکت های تجاری هستند که به یونوسفر، تئوری و کاربردهای علوم ارتباطات و رادیویی علاقه مند هستند.
چندین دانشگاه از ابتدای تأسیس تاکنون نقش مهمی در هارپ داشته اند که از آن جمله می توان به دانشگاه آلاسکا، دانشگاه استنفورد، دانشگاه ایالتی پن، کالج بوستون، دانشگاه دارتموث، دانشگاه کرنل، دانشگاه مریلند، دانشگاه ماساچوست، MIT، دانشگاه کالیفرنیا لس آنجلس، دانشگاه کلمسون و دانشگاه تولسا اشاره کرد.
آیا می توان از هارپ بازدید کرد؟
بر اساس اعلان عمومی، ایستگاه تحقیقاتی هارپ کارکنان کافی در محل را برای انجام تورهای معمولی از امکانات در اختیار ندارد.
با این حال با توجه به علاقه زیادی که برای بازدید از این پروژه وجود دارد، دانشگاه آلاسکا در نظر دارد که با بررسی شرایط بتواند یک روز بازدید عمومی را سالانه برای کسانی که علاقه دارند تا از این پروژه بازدید کنند، فراهم آورد.
آیا اعضای سازمان نظامی بر پروژه هارپ مدیریت و نظارت دارند؟
خیر، ایستگاه تحقیقاتی هارپ مطابق با توافق نامه هایی که بالاتر ذکر شد توسط دانشگاه آلاسکا مدیریت و اداره می شود.
چرا هنوز علائم نیروی هوایی در اطراف هارپ وجود دارد؟
زمینی که هارپ در آن قرار دارد هنوز به نیروی هوایی آمریکا تعلق دارد. مکانیسم انتقال زمین از طریق اقدامات قانونی، به ویژه قانون مجاز دفاع ملی (NDAA) در حال انجام است.
باراک اوباما در دسامبر 2016 اجازه این انتقال را امضا کرد که بر اساس آن انتقال تقریباً 1,158 هکتار زمین و وسایل مرتبط با پروژه هارب به دانشگاه آلاسکا مجاز اعلام شد. دانشگاه آلاسکا در حال حاضر با مهندسان ارتش آمریکا برای تکمیل عملیات انتقال در حال فعالیت هستند.
آیا اثرات طولانی مدت از گرمایش یونوسفر وجود دارد؟
خیر. از آنجا که یونوسفر ذاتاً یک محیط آشفته است که تحت تأثیر تابش شدید خورشید قرار دارد، اثرات مصنوعی در یونوسفر به سرعت از بین می روند. بسته به این که تداخل ایجاد شده تا چه ارتفاعی درون یونوسفر نفوذ کند اثر آن پس از زمان هایی کمتر از یک ثانیه تا 10 دقیقه دیگر قابل تشخیص نیست.
این اثرات و تداخلات شبیه به انداختن سنگ در یک جریان سریع آب است. موج های ناشی از پرتاب سنگ به سرعت در آب در حال حرکت از بین می روند و کمی دورتر از محل پرتاب سنگ دیگر قابل تشخیص نیستند.
یک دانشمند موسسه ژئوفیزیک دانشگاه آلاسکا اختلالات ناشی از هارپ برای یونوسفر را با قرار دادن یک بخاری غوطه ور در رودخانه یوکان مقایسه کرده است. رودخانه یوکان رودی است به دریای برینگ می ریزد و از کشور کانادا می گذرد.
هارپ چقدر از شبکه برق می گیرد؟
هارپ فقط برق مورد نیاز را که برای روشنایی، گرمایش و رایانه ها است را از شبکه برق محلی می گیرد. همچنین در طول عملیات یا کمپین تحقیقاتی هارپ با استفاده از ژنراتورهای خود برق مورد نیاز ابزار تحقیقی یونوسفر را تامین می کند.
آیا میدا ن های الکترومغناطیسی تولید شده توسط هارپ برای سلامتی خطرناک هستند؟
فرستنده های فرکانس و قدرت بالای هارپ یک سیستم ثابت هستند و قدرت میدان مربوط به سیستم آنتن آن با فاصله از آنتن کاهش می یابد. این کاهش قدرت امواج با فاصله نسبت عکس دارد و قدرت امواج به سرعت به سطوح معمولی که در مجاورت ایستگاه های پخش تلویزیونی و رادیویی است، می رسند.
سلامت و ایمنی پارامترهای اصلی در طراحی فرستنده فرکانس بالا و آرایه آنتن بوده است. هیچ مکانی در داخل و خارج از سایت وجود ندارد که میدان الکترومغناطیسی بیش از استانداردهای ایمنی برای قرار گرفتن در معرض آن وجود داشته باشد.
استانداردهای مربوط به دز دریافتی میدان الکترومغناطیسی توسط گزارش IEEE/ANSI C95.1-1992 و گزارش NCRP بند 86 محاسبه و بیان شده است.
در واقع میزان میدان های الکترومغناطیسی اندازه گیری شده در نزدیکترین نقاطی که در دسترس عموم هستند پایین تر از بسیاری محیط های شهری است. تنها نقاط موجود در سایت پروژه هارپ که به استاندارد ایمنی الکترومغناطیسی نزدیک می شوند نزدیک یا مستقیم زیر آنتن و روی آن هستند.
حصار در اطراف پد ماسه ای آنتن محوطه محدودی را در زیر آنتن ها محصور می کند، این مناطق مکان هایی در هارپ هستند که میزان میدان الکترومغناطیسی بالاتر از میزان استاندارد است. در خارج از این حصار میدان های الکترومغناطیسی بسیار سریع افت می کنند و همیشه زیر حد استاندارد هستند.
نزدیکترین نقطه دسترسی عمومی به تأسیسات هارپ در بزرگراه توک حدود یک کیلومتر از حصار آنتن فاصله دارد و میدان در این نقطه به 10 هزار برابر کمتر از حد استاندارد کاهش یافته است.
آیا هارپ می تواند باعث تغییرات آب و هوایی شود؟
خیر. امواج رادیویی در دامنه فرکانسی که هارپ ارسال می کند در تروپوسفر یا استراتوسفر دو سطح جو که هوای زمین را تولید می کنند، جذب نمی شوند و از آنجا که برهمکنشی بین امواج ارسالی و این دو لایه وجود ندارد هیچ راهی برای کنترل هوا نیز وجود نخواهد داشت. برای آشنایی بیشتر با لایه های زمین این مطلب را بخوانید.
سیستم هارپ اساساً یک فرستنده رادیویی بزرگ است. امواج رادیویی با بارهای الکتریکی و جریان های الکتریسیته ارتباط برقرار می کنند و با تروپوسفر برهم کنش قابل توجهی ندارند.
به علاوه اگر طوفان های یونوسفر ناشی از خورشید بر آب و هوای سطح تأثیر نگذاشته است این فرصت و احتمال آن برای هارپ بسیار غیرمحتمل است.
فعل و انفعالات الکترومغناطیسی در نقاطی که تقریباً خلاء است و یا نزدیک به ناحیه ای با میدان ضعیف است رخ می دهد، اما مناطق الکتریکی اتمسفر بالاتر از 60-80 کیلومتر هستند که به عنوان یونوسفر نیز شناخته می شود. در اثر تعامل تابش خورشید با بالاترین سطح جو زمین، یونوسفر ایجاد و دوباره پر می شود.
آیا پروژه هارپ می تواند کمتریلز یا پسدمه ایجاد کند؟
خیر. یک نظریه وجود دارد که اعلام می کند موادی که در پشت هواپیما به صورت ابرهایی با شکل های نادر تشکیل می شوند عوامل و مواد شیمیایی و یا بیولوژیکی هستند که در هوا و برای آسیب به عموم آزاد می شوند و به آن ها پسدمه می گویند.
در حقیقت این فرضیه از اساس درست نیست. پسدمه ها به دلیل میعان گازهای حاصل از خروجی موتورهای جت تولید می شوند. درست همانطور که آب از طریق لوله انتهایی اتومبیل شما دچار میعان می شود و در یک صبح سرد زمستانی مه یخ تولید می کند آب حاصل از اگزوز موتورهای جت در فضای بسیار بالا متراکم می شود.
با این حال هارپ در جو آب تولید نمی کند و توانایی آزاد سازی گازها یا مایعات را ندارد و با آب موجود در ابرها برهم کنش نمی کند.
آیا ابزار تحقیق یونوسفر هارپ به طور مداوم کار می کنند؟
خیر. آخرین عملیات فعال ابزار تحقیقات یونوسفر در 25 تا 28 مارس 2019 انجام شده است. کمپین های مطالعاتی و تحقیقاتی هارپ مشابه تحقیقات در نیروی هوایی آمریکا انجام می شود که در آن گروه هایی از محققین برای انجام تحقیقات تعاملی یونوسفر همکاری می کنند.
یک دوره تحقیقاتی معمولی ممکن است یک تا دو هفته طول بکشد و حداکثر چهار کمپین از این دست در یک سال مشخص انجام می شود.
چرا پروژه هارپ مشهور شد؟
هارپ موضوعی محبوب برای تئوری های توطئه است و شاید به همین دلیل این پروژه در میان مردم مشهور است.
در حقیقت و در ابتدای این شهرت رئیس جمهور ونزوئلا هوگو چاوز این پروژه را مسئول وقوع زلزله در سال 2010 در هائیتی دانست اما بیشتر نظریه های این چنینی در مورد هارپ مربوط به استفاده از آن برای اصلاح هوا یا کنترل ذهن است.
تصویر 7: زلزه هائیتی
در پاسخ دانشمندان و محققین پروژه هارپ این موضوع را تکذیب کرده و اعلام می کنند که لایه های تروپوسفر و استراتوسفر که بر آب و هوای زمین تأثیر می گذارند بسیار بالاتر از لایه یونوسفر هستند.
همچنین دانشمندان برای هر اثر دیگری که هارپ ممکن است داشته باشد بیان دارند که میزان انرژی که توسط ابزارهای تحقیقی یونوسفر هارپ در این لایه رسوب می کند بسیار کمتر از چیزی است که به طور طبیعی توسط خورشید تامین می شود و هر گونه اثری توسط این ابزارها به سرعت از بین می رود.
|
|
|
|
| نماد اعتماد الکترونیک | نشان ملی ثبت | گواهی شامد ارشاد |
© کلیه حقوق مادی و معنوی این وب سایت متعلق به داده پردازان هومان پویان می باشد.
