نگاهی علمی و عمیق به هارپ و توانایی های آن؛ قسمت اول
به گزارش وبلاگ درخشان 92، هارپ، نام تجهیزاتی بحث برانگیز است که در آلاسکا واقع شده و از زمان احداث تا به امروز، نظریه های توطئه بسیاری در مورد آن شکل گرفته اند؛ اما واقعاً توانایی های هارپ تا چه اندازه است؟
به گزارش وبلاگ درخشان 92 به نقل از زومیت، برنامه پژوهشی یونوسفر فعال با فرکانس بالا یا به اختصار هارپ (HAARP)، یک برنامه پژوهشی علمی-نظامی است که به صورت مشترک به وسیله نیروی هوایی ایالات متحده آمریکا، نیروی دریایی، دانشگاه آلاسکا در فِربنکس و آژانس پژوهش های پیشرفته دفاعی ایالات متحده (DARPA) تأسیس شده است. تجهیزات لازم برای این پروژه، به وسیله شرکت بریتانیایی BAE طراحی و ساخته شده است. هدف اصلی پروژه هارپ، تجزیه و تحلیل یونوسفر و بررسی قابلیت های توسعه یک فناوری پیشرفته یونوسفری برای ارتباطات رادیویی و نظارت است. هارپ پروژه ای است که می توان مشابه آن را با قدرت کمتر در منطقه های نظیر پورتوریکو، روسیه، جزایر مارشال، پِرو و ماساچوست یافت؛ اما آن طور که به نظر می رسد، هارپ بیش از سایرین معروفیت یافته است که در ادامه دلایل این معروفیت را بررسی می کنیم.
تاریخچه هارپ
داستان پروژه هارپ از سال 1990 میلادی شروع شد. در آن زمان، تِد استیونز، سناتور جمهوری خواه از استان آلاسکا جهت دریافت رأی موافقت از کنگره برای ساخت پروژه هارپ، تلاش های بسکمک کرد و سپس توانست رأی موافقت را دریافت کند. ساخت و ساز تجهیزات لازم برای این پروژه از سال 1993 میلادی رسماً شروع شد. در سال 2013 میلادی، هارپ به صورت موقت از کار افتاد تا پیمان کارانی که وظیفه مدیریت پروژه را بر عهده داشتند، جایگزین شوند. چند ماه بعد، جیمز کینی، مدیر پروژه هارپ گفت که دارپا دیگر تمایلی به ادامه یافتن پژوهش ها به وسیله هارپ ندارد و بین پاییز 2013 تا زمستان 2014، احتمالاً به کار خود پایان می دهد.
هنوز چند ماهی از تعویض پیمان کاران پروژه نگذشته بود که نیروی هوایی ایالات متحده آمریکا گفت پروژه هارپ اواخر سال 2014 به کار خود پایان می دهد. فرآیند اتمام کار هارپ تا اواسط ماه مِی 2015 میلادی به طول انجامید و از آن تاریخ به بعد، کنترل پروژه به صورت کامل به دانشگاه آلاسکا در فِربنکس داده شد. همین موضوع باعث شد که هارپ به نام یک پروژه علمی، در اختیار پژوهشگران سرتاسر جهان قرار بگیرد. هم اکنون پژوهشگران می توانند با پرداخت مبلغی متناسب با نیاز استفاده (قیمت ها برای استفاده های گوناگون، متفاوت هستند) به هارپ دسترسی یابند و از توانایی های آن استفاده کنند.
نگاهی کلی به پروژه
هارپ، یک سیگنال 3.6 مگاواتی با فرکانسی بین ناحیه 2.8 تا 10 مگاهرتز را به سمت یونوسفر ارسال می کند. این سیگنال می تواند به صورت ادامه دار و یا پالس به یونوسفر ارسال شود. اثرات انتقال و هر دوره بازیافت، به وسیله ابزارهای مرتبطی نظیر رادارهای VHF و UHF، فرستنده ها و گیرنده های HF و دوربین های نوری مورد بررسی و آزمایش قرار می گیرد. این می تواند مطالعات دانشمندان را روی فرآیندهایی طبیعی که در شرایط طبیعی در یونوسفر رخ می دهند، به پیش برده و همواره مطالعات را توسعه دهد؛ اما یکی از اهداف پروژه، بررسی اثرات تعامل ذرات خورشیدی با یونوسفر است. همچنین دانشمندان می توانند به کمک هارپ، اثرات یونوسفر طبیعی روی سیگنال های رادیویی را بررسی کنند.
دستاوردهایی که هارپ داشته است، دانشمندان را قادر ساخته که این اثرات را کاهش دهند و با توسعه روش هایی خاص، عملکرد و پایداری سامانه های ارتباطی و ناوبری را به شکل چشمگیری بهبود ببخشند. این روزها سامانه های ناوبری نظیر جی پی اس (GPS) به صورت گسترده به وسیله شهفرایندان و ارتش مورد استفاده قرار می گیرند و پیشرفت هایی که در آن اجرا شده و پایداری قابل قبولی که دارد، به لطف روش های پیشرفته به وسیله دانشمندان با استفاده از داده های تجهیزاتی نظیر هارپ، امکان پذیر شده است. این روش ها، باعث شده اند که ارتباطات زیر آبی و برنامه هایی که جهت مطالعه لایه های زیرزمینی راه اندازی می شوند هم بهبود چشمگیری داشته باشند. این بهبودها در جاهای دیگر هم اثرگذار هستند. به نام مثال، ارتباطات زیردریایی ها بهبود قابل توجهی داشته است و توانایی نقشه برداری از معادن و محتویات زیرزمینی کشورهای مختلف به صورت راه دور هم فراهم می آید. طبق گفته های یکی از پژوهشگرانی که روی پروژه هارپ کار می کند، در حال حاضر این تجهیزات بُرد کافی نداشته و نمی توانند منطقه ها وسیعی از جهان را تحت پوشش قرار دهند. به نام مثال، هارپ در حال حاضر نمی تواند باعث بهبود نقشه برداری از میدان های نفتی خاورمیانه شود.
پروژه هارپ در ابتدا به وسیله اداره پژوهش های دریایی ایالات متحده راه اندازی شد و سپس آزمایشگاه پژوهش های نیروی هوایی در ساخت پروژه همکاری کرد و دانشگاه آلاسکا در فِربنکس هم به لیست همکاران پروژه اضافه شد. بسکمک از دانشگاه ها و مؤسسات آموزشی آمریکا، مانند دانشگاه استنفورد، دانشگاه استانی پنسیلوانیا، کالج بوستون، دانشگاه کلمسون، کالج دارت موث، دانشگاه کورنل، دانشگاه جان هاپکینز، دانشگاه مریلند، کالج پارک، دانشگاه ماساچوست آمهِرست، اِم آی تی، مؤسسه پلی تکنیک دانشگاه نیویورک و دانشگاه تالسا، در توسعه پروژه و تجهیزات آن مشارکت داشته اند. وظیفه توسعه ویژگی های اصلی هارپ بر عهده دانشگاه ها بوده است و این دانشگاه ها هم اکنون روی توسعه تجهیزات پیشرفته برای فناوری های آینده کار می کنند.
با توجه به گفته های مدیر اصلی پروژه هارپ، تمام تلاش گروه مدیریتی بر این بوده است که هارپ، پروژه ای آزاد باشد و همگان بتوانند به نتیجه دستاوردهای آن دسترسی داشته باشند. نتایج تمام پژوهش ها وفعالیت هایی که به واسطه هارپ اجرا شده اند، به صورت عمومی منتشر شده اند و در دسترس هستند و هم اکنون که پروژه تحت مدیریت دانشگاه آلاسکا است، این فرآیند بهتر طی می شود.
دانشمندان از سرتاسر جهان با هر ملیتی، بدون هرگونه ملاحظات امنیتی به محل پروژه هارپ دسترسی داشته اند و این فرایند هم اکنون هم ادامه دارد. سالانه همایشی برگزار می شود و افراد معمولی هم می توانند از تمام تجهیزات هارپ دیدن کنند. نتایج پژوهش های خصوصی به وسیله هارپ که به وسیله دانشمندان از سرتاسر جهان انجام می شوند، در نشریه های بزرگ و مشهور منتشر می شوند.
پژوهش های اجرا شده به وسیله هارپ
هدف اصلی پژوهش های پروژه هارپ، قسمت بالایی اتمسفر زمین است که با نام یونوسفر شناخته می شود. یونوسفر، بخش یوهمه شده اتمسفر زمین در لایه های بالا است که از حدود 60 کیلومتری سطح زمین شروع شده و تا 1000 کیلومتری ادامه دارد. این ناحیه شامل گرم سپهر (ترموسفر)، بخش هایی از میان سپهر (مزوسفر) و برون سپهر (اگزوسفر) است. یونوسفر به وسیله تابش خورشیدی یوهمه شده است. این لایه، نقش مهمی در الکتریسیته اتمسفری ایفا می کند و لبه های درونی مغناط کُره (مَگنِتوسفر) را شکل داده است. در کنار دیگر نقش های مهم، یونوسفر یکی از عواملی است که پخش سیگنال های رادیویی در زمین را تحت تأثیر قرار می دهد و در رسیدن آن به نواحی دوردست، اختلال ایجاد می کند.
یونوسفر در ناحیه ای بسیار نازک از اتمسفر زمین قرار گرفته است و به همین دلیل اشعه ایکس و تابش فرابنفش خورشید، به راحتی به این ناحیه نفوذ می کنند؛ اما در یونوسفر تعداد زیادی مولکول وجود دارد که می توانند این تابش های مضر را جذب کنند. در واقع، در یونوسفر تعداد زیادی الکترون آزاد وجود دارند که در ارتفاع ثابتی قرار ندارند. گاهی اوقات الکترون های آزاد یونوسفر بین ارتفاع 70 کیلومتری تا 300 کیلومتری از سطح زمین قرار می گیرند و گاهی اوقات هم این لایه ها به 1000 کیلومتری سطح زمین می رسند. تجهیزات مختلف پروژه هارپ، می توانند تمام لایه های اصلی یونوسفر را مورد بررسی قرار دهند.
یونوسفر، مشخصات ثابتی ندارد و گاهاً دیده شده است که مشخصات آن به صورت دقیقه ای، ساعتی، روزانه، فصلی و سالانه، تغییر می کنند. در نزدیکی قطب های مغناطیسی زمین، مشخصات یونوسفر پیچیده تر از سایر منطقه ها است و در این ناحیه به علت هم ترازی عمودی با قطب مغناطیسی و به علت شدت زیاد میدان مغناطیسی، پدیده هایی نظیر شفق ایجاد می شوند. یونوسفر پیش تر غیرقابل دسترس بود و مقدار گیری دقیق آن برای دانشمندان امکان پذیر نبود. بالون ها به علت نازکی هوا نمی توانستند به آن دست یابند و ماهواره ها هم به علت وجود هوا، نمی توانستند در مداری که از میان یونوسفر می گذرد گردش کنند. به همین دلیل تا دو دهه اخیر، اطلاعات بسیار ناچیزی از یونوسفر در دسترس بود.
رادار دوگا در چرنوبیل
در شهر ترومسو واقع در کشور نروژ، تجهیزاتی به نام ایسکات (EISCAT) وجود دارد که نخستین گرم کننده یونوسفری به تعداد می رود. در آن جا، دانشمندانی پیشگام حضور دارند که برای نخستین بار در تاریخ بشریت با ارسال امواج رادیویی 2 تا 10 مگاهرتزی، در یونوسفر آشفتگی ایجاد کردند تا ببینند یونوسفر چگونه به این آشفتگی واکنش نشان می دهد. هارپ هم عملکردی مشابه دارد؛ اما دارای قدرت بیشتری بوده و از تابش منعطف و سریع HF استفاده می کند.
هارپ هم همانند ایسکات، دارای یک گرم کننده یونوسفر است و می تواند با ارسال امواج رادیویی، دمای این ناحیه ناشناخته از اتمسفر را بالا برده و در آن آشفتگی ایجاد کند. این کار، یونوسفر را به یک آزمایشگاه طبیعی تبدیل می کند و دانشمندان می توانند روی واکنش ها مطالعه کنند.
هارپ از 360 انتقال دهنده رادیویی و 180 آنتن تشکیل شده است و زمینی به مساحت 14 هکتار را در بر گرفته است. هزینه ساخت هارپ 250 میلیون دلار بوده است که همین باعث بحث های بسکمک شده است. در زمانی که ایده ساخت هارپ مطرح شد، آمریکا و شوروی در جنگ سرد با یکدیگر بودند. در آن زمان، زیردریایی های آمریکایی هرچه که بیشتر دراعماق اقیانوس ها فرو می رفتند، در ارتباطات آن ها اختلال ایجاد می شد. همان طوری که پیش تر هم گفته شد، یکی از دستاوردهای هارپ بهبود ارتباطات زیردریایی بوده است. چنین موضوعاتی باعث شده اند تا بسکمک از افراد، هارپ را بیشتر یک پروژه نظامی بدانند تا یک پروژه علمی. همچنین علاوه بر زیردریایی ها، همواره خطر یک حمله اتمی از سوی اتحاد جماهیر شوروی وجود داشت و آمریکا می خواست با استفاده از هارپ و مطالعه یونوسفر و چگونگی ایجاد اختلال در امواج رادیویی، یک سپر دفاعی الکترونیکی ایجاد کند که در صورت نفوذ موشک های شوروی، روی سیستم های هدایت آن ها اختلال ایجاد شود.
پس از فروپاشی اتحاد جماهیر شوروی، دیگر نیازی به ارتباطات زیردریایی در اعماق آب نبود و خطر حمله اتمی هم چندان بالا نبود؛ بنابراین باید دلایل قانع کننده تری برای ادامه فعالیت هارپ و استفاده از آن ارائه می شد، به گونه ای که مردم باور کنند. یکی از کاربردهایی که برای هارپ مطرح شد، مطالعه امواج ELF بود. این امواج می توانند ساختارهای زیرزمینی را فاش کنند و به کمک همین امواج بود که آمریکا توانست انبار زیرزمینی سلاح های اتمی کره شمالی را شناسایی کرده و مشاهده کند.
پس از حملات تروریستی 11 سپتامبر 2001، ارتش آمریکا یکی دیگر از توانایی های هارپ را کشف کرد و آن را به کار گرفت. در سال 2002، آنتونی تِدر، مدیر پیشین دارپا، پیشنهادی را برای استفاده از هارپ ارائه کرد. وی پیشنهاد کرد که می توان از تجهیزات هارپ برای مقابله با انفجارهای هسته ای در ارتفاعات بالا استفاده کرد؛ زیرا چنین انفجارهایی باعث آزاد شدن الکترون های پرانرژی شده و باعث از کار افتادگی ماهواره هایی که در مدار پایینی زمین (LEO) گردش می کنند، خواهند شد. در مدار پایینی زمین، به طور طبیعی وقتی که بادهای خورشیدی به زمین برخورد می کنند، الکترون های پرانرژی تولید می شوند و به شدت به سپر مغناطیسی زمین برخورد می کنند. سیاره ما، یک سازوکار طبیعی برای از بین بردن این الکترون ها دارد و معمولاً آن ها را به درون اتمسفر می فرستد و ما آن ها را به شکل رعدوبرق یا شفق مشاهده می کنیم. دانشمندان مدت ها در پی این بوده اند که بتوانند با ایجاد امواج ویستلر، به این فرآیند سرعت ببخشند. این کار باعث می شود الکترون ها بیش از حد پایین بیایند و در ارتفاع حدود 100 کیلومتری زمین قرار بگیرند.
آزمایش های بسکمک انجام می شوند تا امکان انجام چنین فرآیندی را بررسی کنند. به نام مثال، پژوهشگران دانشگاه استنفورد از هارپ استفاده می کنند و با ارسال امواج فرکانس پایین به مغناط کُره، امواج ویستلر را ایجاد می کنند. امواجی که از این ناحیه به زمین بازگشت داده می شوند، به اقیانوس آرام جنوبی برخورد می کنند و در این ناحیه پژوهشگران با شناورها و کشتی های مخصوصی حضور دارند و به مقدار گیری مقدار حضور امواج ویستلر می پردازند. همان طوری که گفته شد، هارپ با ارسال سیگنال، در یونوسفر آشفتگی ایجاد می کند؛ آیا یونوسفر می تواند چنین آشفتگی هایی را تحمل کند؟ در غیر این صورت، چه اتفاقی برای یونوسفر خواهد افتاد؟
منبع: جام جم آنلاین