- عضویت
- 2017/02/07
- ارسالی ها
- 5,830
- امتیاز واکنش
- 35,457
- امتیاز
- 1,120
- سن
- 20
هشدار به ماهواره ها
هرچه آدمی بیشتر به سیستم های جدید و فناوری مدرن مجهز شود گرچه پیشرفت و رفاه زندگی ماشینی را حس می کند و به ظاهر بر طبیعت مسلط می شود, نسبت به مشکلات عملکردی این سیستم ها آسیب پذیر و حساس می شود
هرچه آدمی بیشتر به سیستم های جدید و فناوری مدرن مجهز شود گرچه پیشرفت و رفاه زندگی ماشینی را حس می کند و به ظاهر بر طبیعت مسلط می شود، نسبت به مشکلات عملکردی این سیستم ها آسیب پذیر و حساس می شود. زندگی در عصر حاضر با تحولاتی که مقیاس زمانی آنها هر لحظه کوچکتر می شود، به شدت تحت تاثیر مخابرات، ارتباطات، کامپیوتر و ماهواره هاست و اختلال در عملکرد این سیستم ها می تواند موجب صدمات جبران ناپذیری شود. به علاوه وسعت عملکردی این سیستم ها از زمین به خارج جو و فضای میان سیاره ای گسترش یافته است و در نتیجه عوامل طبیعی نظیر هوای فضا را تاثیرگذار و قابل توجه کرده است.
از طرف دیگر، امروزه بشر در بسیاری از زمینه ها، ارتباطات، ناوبری، مخابرات، جستجو، امداد، هواشناسی، تحقیقات و دفاع وابسته به ماهواره هاست. ماهواره هایی که هریک با هزینه های چند میلیون دلاری به بهره برداری رسیده اند، دارای سیستم های کنترل، حفاظت و پشتیبان بسیار پیشرفته اند. با این حال در دو دهه اخیر اختلالاتی در عملکرد آنها دیده شده که ناشی از تغییرات جوی موجود در فضا است که اصطلاحا از آن به هوای فضا یاد می شود. هوای فضا یک مفهوم نسبتا جدید است و معنی و محتوای آن همچنان در حال توسعه می باشد. به طور کلی هوای فضا به عنوان شرایط متغیر با زمان در محیط فضا شناخته می شود که قابلیت آسیب رساندن به مصنوعات بشری در فضا یا روی زمین را داراست و در بدترین شرایط، ممکن است زندگی یا سلامت انسان را به خطر اندازد. اثرپذیری تکنولوژی های بشری همچون شبکه توزیع برق، فضاپیماها و هواپیماها، سیستم های مخابراتی خصوصا ماهواره ها از پدیده های هوای فضا، عامل رشد فزاینده و بسیار سریع این شاخه کاربردی ژئوفیزیک است. شاخص ترین کاربرد هوای فضا از جهت اقتصادی و اجتماعی، جلوگیری از نتایج نامطلوب پدیده های مذکور است و به طرق مختلف مانند طراحی سیستم های مقاوم و استفاده از سیستم های پیش بینی و هشدار قابل اجراست.
اولین شواهد موجود مبتنی بر اثرات هوای فضا بر مصنوعات بشری به اواسط قرن نوزدهم بر می گردد. شبکه سراسری تلگراف در بریتانیا در طول دو طوفان ژئومغناطیسی در سالهای ۱۸۴۷ و ۱۸۵۹ کاملا از کار افتاد. پس از این وقایع بارها و بارها اختلال در عملکرد خطوط تلگراف و تلفن در طول طوفان های مغناطیسی مشاهده شده است. به عنوان مثال در سالهای ۱۹۲۱ و ۱۹۵۸ جریان القایی در خطوط تلگراف منجر به آتش سوزی در سوئد شد. در فوریه سال ۱۹۵۸ به علت طوفان مغناطیسی، ارتباط مخابراتی بین قاره ای اروپا و آمریکا قطع شد. اولین شواهد مبتنی بر اثر هوای فضا بر خطوط انتقال انرژی الکتریکی مربوط به ۱۹۴۰ در آمریکای شمالی می شود.
در طی یک طوفان مغناطیسی عظیم که منجر به نوسانات ولتاژی در طول خط انتقال شد، ترانسفورماتورهای خط از کار افتاده و متعاقب آن خط انتقال قطع شد. باید اذعان داشت که قطع ارتباط خطوط انتقال در آمریکای شمالی در طول طوفانهای مغناطیسی به کرات گزارش شده است. معروفترین این وقایع به ۱۳ مارس ۱۹۸۹ برمی گردد. در اثر طوفان ترانسفورماتورهای نیروگاه هیدرو در کبک اشباع شده و نیروگاه به طور اتوماتیک از شبکه خارج شد. خروج این نیروگاه از شبکه برق منطقه کبک منجر به اختلالات ولتاژی و فرکانسی در شبکه شد و در نهایت بر اثر یک سری وقایع در پی هم کبک به مدت ۹ ساعت در خاموشی مطلق به سر برد. از طرف دیگر هوای فضا می تواند بر خطوط نفت و گاز موثر باشد؛ چراکه این خطوط می توانند به عنوان هادی جریان الکتریکی در نظر گرفته شوند که درازای آنها صدها و گاهی هزاران کیلومترمی باشد.
در دهه های گذشته مهندسین بارها و بارها با جریانهایی در خطوط انتقال نفت و گاز مواجه شده اند که هیچ منبع جریان شناخته شده ای برای آنها در دست نبوده است. بعدها مشخص شد که این جریانها ارتباط تنگاتنگی با طوفانهای مغناطیسی داشته اند.
با در نظر داشتن نقش روز افزون تکنولوژی های امروزی در زندگی بشری، لزوم توسعه سیستم های هشدار در برابر این خطر طبیعی روز به روز افزایش می یابد. در این تحقیق سعی بر این بوده است که با استفاده از ابزارهای قوی مدل سازی موجود در ریاضیات و مهندسی کنترل و پردازش هوشمند، مدل سازی و پیش بینی پدیده های نامتعارف در هوای فضا میسرشود. این پدیده ها به علت ماهیت غیر خطی خود عموما دارای دینامیک های آشوبی بوده و همچنین در رفتار دینامیکی آنها در طول زمان تغییرات ناگهانی به چشم می خورد که این امر مسئله مدل سازی و پیش بینی را تا حد زیادی مشکل می سازد.
هرچه آدمی بیشتر به سیستم های جدید و فناوری مدرن مجهز شود گرچه پیشرفت و رفاه زندگی ماشینی را حس می کند و به ظاهر بر طبیعت مسلط می شود, نسبت به مشکلات عملکردی این سیستم ها آسیب پذیر و حساس می شود
هرچه آدمی بیشتر به سیستم های جدید و فناوری مدرن مجهز شود گرچه پیشرفت و رفاه زندگی ماشینی را حس می کند و به ظاهر بر طبیعت مسلط می شود، نسبت به مشکلات عملکردی این سیستم ها آسیب پذیر و حساس می شود. زندگی در عصر حاضر با تحولاتی که مقیاس زمانی آنها هر لحظه کوچکتر می شود، به شدت تحت تاثیر مخابرات، ارتباطات، کامپیوتر و ماهواره هاست و اختلال در عملکرد این سیستم ها می تواند موجب صدمات جبران ناپذیری شود. به علاوه وسعت عملکردی این سیستم ها از زمین به خارج جو و فضای میان سیاره ای گسترش یافته است و در نتیجه عوامل طبیعی نظیر هوای فضا را تاثیرگذار و قابل توجه کرده است.
از طرف دیگر، امروزه بشر در بسیاری از زمینه ها، ارتباطات، ناوبری، مخابرات، جستجو، امداد، هواشناسی، تحقیقات و دفاع وابسته به ماهواره هاست. ماهواره هایی که هریک با هزینه های چند میلیون دلاری به بهره برداری رسیده اند، دارای سیستم های کنترل، حفاظت و پشتیبان بسیار پیشرفته اند. با این حال در دو دهه اخیر اختلالاتی در عملکرد آنها دیده شده که ناشی از تغییرات جوی موجود در فضا است که اصطلاحا از آن به هوای فضا یاد می شود. هوای فضا یک مفهوم نسبتا جدید است و معنی و محتوای آن همچنان در حال توسعه می باشد. به طور کلی هوای فضا به عنوان شرایط متغیر با زمان در محیط فضا شناخته می شود که قابلیت آسیب رساندن به مصنوعات بشری در فضا یا روی زمین را داراست و در بدترین شرایط، ممکن است زندگی یا سلامت انسان را به خطر اندازد. اثرپذیری تکنولوژی های بشری همچون شبکه توزیع برق، فضاپیماها و هواپیماها، سیستم های مخابراتی خصوصا ماهواره ها از پدیده های هوای فضا، عامل رشد فزاینده و بسیار سریع این شاخه کاربردی ژئوفیزیک است. شاخص ترین کاربرد هوای فضا از جهت اقتصادی و اجتماعی، جلوگیری از نتایج نامطلوب پدیده های مذکور است و به طرق مختلف مانند طراحی سیستم های مقاوم و استفاده از سیستم های پیش بینی و هشدار قابل اجراست.
اولین شواهد موجود مبتنی بر اثرات هوای فضا بر مصنوعات بشری به اواسط قرن نوزدهم بر می گردد. شبکه سراسری تلگراف در بریتانیا در طول دو طوفان ژئومغناطیسی در سالهای ۱۸۴۷ و ۱۸۵۹ کاملا از کار افتاد. پس از این وقایع بارها و بارها اختلال در عملکرد خطوط تلگراف و تلفن در طول طوفان های مغناطیسی مشاهده شده است. به عنوان مثال در سالهای ۱۹۲۱ و ۱۹۵۸ جریان القایی در خطوط تلگراف منجر به آتش سوزی در سوئد شد. در فوریه سال ۱۹۵۸ به علت طوفان مغناطیسی، ارتباط مخابراتی بین قاره ای اروپا و آمریکا قطع شد. اولین شواهد مبتنی بر اثر هوای فضا بر خطوط انتقال انرژی الکتریکی مربوط به ۱۹۴۰ در آمریکای شمالی می شود.
در طی یک طوفان مغناطیسی عظیم که منجر به نوسانات ولتاژی در طول خط انتقال شد، ترانسفورماتورهای خط از کار افتاده و متعاقب آن خط انتقال قطع شد. باید اذعان داشت که قطع ارتباط خطوط انتقال در آمریکای شمالی در طول طوفانهای مغناطیسی به کرات گزارش شده است. معروفترین این وقایع به ۱۳ مارس ۱۹۸۹ برمی گردد. در اثر طوفان ترانسفورماتورهای نیروگاه هیدرو در کبک اشباع شده و نیروگاه به طور اتوماتیک از شبکه خارج شد. خروج این نیروگاه از شبکه برق منطقه کبک منجر به اختلالات ولتاژی و فرکانسی در شبکه شد و در نهایت بر اثر یک سری وقایع در پی هم کبک به مدت ۹ ساعت در خاموشی مطلق به سر برد. از طرف دیگر هوای فضا می تواند بر خطوط نفت و گاز موثر باشد؛ چراکه این خطوط می توانند به عنوان هادی جریان الکتریکی در نظر گرفته شوند که درازای آنها صدها و گاهی هزاران کیلومترمی باشد.
در دهه های گذشته مهندسین بارها و بارها با جریانهایی در خطوط انتقال نفت و گاز مواجه شده اند که هیچ منبع جریان شناخته شده ای برای آنها در دست نبوده است. بعدها مشخص شد که این جریانها ارتباط تنگاتنگی با طوفانهای مغناطیسی داشته اند.
با در نظر داشتن نقش روز افزون تکنولوژی های امروزی در زندگی بشری، لزوم توسعه سیستم های هشدار در برابر این خطر طبیعی روز به روز افزایش می یابد. در این تحقیق سعی بر این بوده است که با استفاده از ابزارهای قوی مدل سازی موجود در ریاضیات و مهندسی کنترل و پردازش هوشمند، مدل سازی و پیش بینی پدیده های نامتعارف در هوای فضا میسرشود. این پدیده ها به علت ماهیت غیر خطی خود عموما دارای دینامیک های آشوبی بوده و همچنین در رفتار دینامیکی آنها در طول زمان تغییرات ناگهانی به چشم می خورد که این امر مسئله مدل سازی و پیش بینی را تا حد زیادی مشکل می سازد.