هارپ چيست؟

تقدیم به دوستان گرامی آقایان آرسام و پارسا
این نوشتار، گردآوری و برگردان اینجانب بوده و از سایت دیگری کپی نشده است.

برنامة پژوهشي فعال نور شمالي با فركانس بالا يا High Frequency Active Auroral Research Program = HAARP پروژه‌اي است جهت كاووش درون پديده‌هاي لاية يونوسفر كره زمين. (يون كره يا يونسفر، قسمتي از فضاي اتمسفر زمين است كه از ارتفاع 25 مايل به بالا شروع مي‌شود و تا 22000 مايلي ادامه دارد.) چنين پژوهش‌هايي به منظور يافتن روشهاي كارآمدتر در ارتباطات راديويي و كاووش و نظارت در يونسفر كاربرد دارند. برنامة پژوهشي هارپ، از سال 1993 كليد خورده است و دست كم براي يك دورة بيست ساله ادامه خواهد داشت. بودجة اين پروژه به طور مشترك توسط نيروي هوايي و دریایی ايالات متحده، دانشگاه آلاسكا و آژانس پژوهش‌هاي دفاعي پيشرفته (DARPA) فراهم شده است. نخستین سامانة ويژة هارپ توسط شركت ادونسد پاور تكنولوژيز (APTI) ساخته شد و از سال 2003 تاكنون از سامانة ساخت صنايع هوافضاي بريتانيا (BAe) استفاده مي‌شود.
.

.

پايگاه هارپ
پايگاه ويژة هارپ در شمال منطقة گاكونا (آلاسكا) و به طور دقيق در غرب پارك ملي رانگل ساينت الياس قرار گرفته است. در اين منطقه كه داراي فضاي بهم فشرده مي‌باشد، تعداد بيش از 180 آنتن به صورت عمودي بر زمين، رديف شده‌اند. مجموعه آنتن‌هاي سامانة هارپ، در سايت پيشين رادار OTH (راداري دوربرد با ديد فراتر از افق) نهاده شدند. ساختمان بزرگي كه براي رادار OTH ساخته شده بود، اكنون مكان كنترل سامانة هارپ، دفتر كار و خدمات وابسته به آن مي‌باشد. نخستين سامانة هارپ، جستجوگر يونسفر (Ionospheric Research Instrument = IRI) مي‌باشد كه يك فرستندة فركانس بالا (HF) جهت ايجاد دگرگوني موقت در لاية يونسفر است. بررسي و مطالعة داده‌هاي تغيير يافته، به شناخت بهتر طبيعت كاري يونسفر كمك شاياني مي‌نمايد.
.

پايگاه هارپ در شمال منطقة گاكونا (آلاسكا) و به طور دقيق در غرب پارك ملي رانگل ساينت الياس قرار گرفته است.
.

به هنگام كاوش در يونسفر، سيگنالهايي كه توسط سامانة ترانسميتر (فرستنده) توليد شده‌اند به آنتن‌ها فرستاده مي‌شوند تا به سمت بالا ارسال گردند. تنها قسمتي اندكي از اين سيگنالها در ارتفاع بين 100 تا 350 كيلومتر جذب مي‌شوند كه اين مقدار، بستگي به فركانس عملياتي دارد و در يك حجم اندك، حدود صدها متر با ضخامت بالا و ده‌ها كيلومتر در عمق بالاي سايت هارپ را شامل مي‌شود. شدت سيگنال HF فرستاده شده به لاية يونسفر، كمتر از 3 ميكرو وات بر سانتي‌متر مربع مي‌باشد كه ده‌ها هزار مرتبه كمتر از تشعشعات طبيعي الكترومغناطيسي نور خورشيد است كه به زمين مي‌رسد و صدها مرتبه كمتر از ميانگين انرژي طبيعي اشعه فرابنفش (UV) خورشيد مي‌باشد كه در اين لايه توليد مي‌گردد.
.

نمودار تأثیرگذاری پرتوهای تابانیده شده به لایه یونسفر
.

سيگنالهاي ارسالي به يونسفر، تأثيرات بسيار اندكي دارند، با اين حال همين تغييرات اندك، اثراتي بر روي سامانه‌هاي بسيار حساس نصب شده در مجموعة هارپ برجاي مي‌گذارند و اين مشاهدات، امكان بدست آوري اطلاعاتي دربارة ديناميك پلاسما را فراهم مي‌سازند و نگرش نويني را در زمينة پردازش‌هاي متقابل بين كره زمين و فضاي پيرامونش در اختيار قرار مي‌دهند.
.

.
ساختمان مجموعة هارپ شامل سه بخش جداگانه مي‌باشد. ساختمان DP يا Developmental Prototype كه شامل 18 واحد آنتن است، در شش رديف سه ستونه آرايش داده شده است. اين آنتن‌ها، توسط سرچشمة الكتريكي 360 كيلوواتي تغذيه مي‌شوند. فرستنده DP تنها براي سنجش ابتدايي لايه يونسفر كاربرد دارد.
.

.
.ساختمان FDP يا Filled Developmental Prototype شامل 48 واحد آنتن است كه در هشت رديف شش ستونه رديف شده‌اند و از سرچشمة الكتريكي 960 كيلو واتي تغذيه مي‌گردند. به دور از انصاف است كه اين سامانه‌ها را با ديگر سيستم‌هاي گرم‌كنندة يونسفر برابر دانست. در چند سال اخير، از اين سامانه براي انجام چندين آزمايش علمي موفقيت‌آميز و همچنين كاوش در لاية يونسفر بهره گرفته شده است.

ساختمان FIRI يا Final IRI آخرين سازة هارپ به شمار مي‌رود. در اين مجموعه 180 واحد آنتن قرار گرفته است كه در 12 رديف 15 ستونه چيده شده‌اند كه تا 31 دسي‌بل را در اختيار قرار مي‌دهند. يك فرستندة پرقدرت 3.6 مگاواتي (3600 كيلووات) نيز آن را تغذيه مي‌كند.

سرجمع توان پرتوي خروجي (ERP) برابر 3981 كيلو وات يا 96 كيلودسي‌بل وات مي‌گردد. تا پايان تابستان 2005، تمامي آنتن‌ها در اين مكان قرار داشتند اما آخرين دستة فرستنده‌ها هنوز تعبيه نگشته بودند. در مارس 2007 و با تكميل فاز آخر، مجموعة آنتن‌ها تحت آزمايشهايي قرار گرفتند كه به بهره‌برداري مفيد از آنها كمك شاياني مي‌نمود.

فركانس خروجي مجموعه آنتن‌هاي هارپ در محدودة بين 2.8 تا 10 مگاهرتز قرار دارد. اين طيف فركانس، بالاي فركانس گيرنده‌هاي راديويي AM و پايين‌تر از فركانس C-Band قرار مي‌گيرد. هارپ تنها براي فرستادن فركانس در اين طيف مجوز دارد، با اين حال هنگامي كه سامانة IRI سرگرم كار است، پهناي باند به 100 كيلوهرتز يا كمتر نيز مي‌رسد. سامانة IRI قادر است پرتوي خود را به صورت پيوسته (CW) يا ضرباني (Pulse) در 100 ميكروثانيه بفرستد. پرتوافكني پيوسته يا CW به طور معمول جهت ايجاد دگرگوني در لاية يونسفر به كار گرفته مي‌شود، در حالي كه پرتوهاي ضرباني كوتاه (Short Pulse) كه طي يك فركانس مشخص تكرار مي‌شوند، سامانة IRI را به عنوان يك سيستم راداري پرقدرت به كار مي‌اندازند.

به وجود آوردن دگرگونی در لایه یونسفر، یکی از کارکردهای سامانه هارپ است.
در این الگو، گداخته شدن لایه یونوسفر را می بینید.

پژوهشگران قادرند سيستم هارپ را با هر دو گونة فرستادن پرتوها به كار اندازند، يونسفر را براي مدت زمان مشخصي دگرگون كنند، سپس ميزان تأثيرپذيري تغييرات بدست آمده توسط پرتوهاي ضرباني را اندازه بگيرند.

ستيز بر سر هارپ

آیا کارکرد باعث افزایش زمین لرزه ها شده است؟!
پس از اينكه نگراني فيزيكدانان در مورد هارپ فزوني گرفت، بحث و ستيز بسيار شديدي به وجود آمد ...

.

.

دلایل نكوهشگران هارپ

هزينة سنگين و بيهوده
ارزش ساختمانها و تأسيسات وابسته به مجموعة هارپ، از هزينة تمامي سامانه‌هايي كه در گوشه و كنار جهان براي چنين آزمونهايي ساخته شده است، بيشتر است. همانطور كه پيشتر خوانديم، هارپ در محل ساختمان و تأسيسات پيشتر ساخته شده جهت رادار دوربرد OTH نصب شده است.
.
كاربرد جنگي
با روشن شدن اينكه آنتن‌هاي هارپ مي‌توانند به عنوان يك جنگ افزار به كار گرفته شوند، اهداف مد نظر در پشت راه‌اندازي هارپ، موضوع بحث‌هاي جدال‌انگيزي در دهه 1990 گرديد. گروهك كوچكي از فيزيكدانان آمريكايي صاحب‌نظر در دانش هوافضا، در برخي مجله‌هاي علمي وزين همچون فيزيكس اند سوسياتي (Physics and Society)، نقدهاي خود را مبني بر اينكه هارپ مي‌تواند به عنوان يك روش كاونده جهت نابودسازي يا از كاراندازي فضاپيماها و قطع گستردة ارتباطات راديويي بر روي بخش بزرگي از كره زمين به كار رود، به چاپ رساندند. اما فيزيكداناني كه امروزه نگراني اندكي از كاربرد جنگي هارپ دارند، از اين بيم دارند كه در آينده با گسترش سامانه، هارپ به شكل يك جنگ افزار مورد آزمايش قرار گيرد؛ به ويژه اينكه بودجة هارپ توسط دفتر پژوهشهاي نيروي دريايي و لابراتوار پژوهشهاي نيروي هوايي ايالات متحده فراهم مي‌گردد.
.

.
وابستگي كاركردهاي هارپ با امور جنگي، توسط دانشمند فيزيكدان، پروفسور برنارد ايستلوند بيان گرديد. وي كسي بود كه در دهه 1980 برخي از جنبه‌هاي پشت پردة هارپ را فاش نمود و استفاده از امواج با فركانسهاي راديويي بسيار بالا را جهت وارد آوردن نيرويي با توان زياد به لاية يونسفر پيشنهاد داد. اين امر باعث سرازير شدن انرژي فراوان به الكترونها و يونها مي‌شد و در نتيجه موشكهاي دوربرد زمين به زمين دشمن متلاشي مي‌شدند و ارتباطات ماهواره‌اي نيز دچار گسست مي‌گشتند.
.

طرحی از یک ماهواره مجهز به سامانه دفاع لیرزی

.
ارتش ايالات متحده به اين ايده به عنوان يك جايگزين جهت طرح ليزري دفاع استراتژيك (SDI) علاقمند شد. با اين حال، ايده‌هاي پروفسور ايستلوند به دليل دگرگوني‌اي كه در طرح دفاع استراتژيك پديد آمد و آن را به يك طرح بسيار محدود شده كه امروزه به نام طرح ملي دفاع موشكي مي‌شناسيم تبديل كرد، كنار گذاشته شد. پيمانكاري نيز كه براي ساخت هارپ درنظر گرفته شده بود، هرگونه حق امتياز پروفسور ايستلوند را در طراحي سامانه ناديده گرفت.

پس از اينكه نگراني فيزيكدانان در مورد هارپ فزوني گرفت، بحث و ستيز بسيار شديدي به وجود آمد. در سپتامبر 1995، كتابي تحت عنوان «فرشتگان با اين هارپ بازي نمي‌كنند: پيشرفت در تكنولوژي تسلا» (Angels Don't Play This AARP: Advances in Tesla Technology) به چاپ رسيد. نويسندة اين كتاب، آموزگار سابقي بود به نام Nick Begich . وي در اين كتاب به روشني و با دلايل علمي اثبات كرده است كه پروژة هارپ در مرحلة كنوني نمي‌تواند جهت يك جنگ ژئوفيزيكي به كار گرفته شود.
.
نگراني پارلمان روسيه
در آگوست 2002، نداي نگراني‌هاي بيشتر در مورد تكنولوژي هارپ از مجلس دوماي روسيه به گوش رسيد. كميتة دفاع و روابط بين‌الملل مجلس دوما، گزارشي نگران كننده را در مورد هارپ به چاپ رسانيد و با امضاي 90 نمايندة مجلس به پرزيدنت ولاديمير پوتين پيشكش كرد.

در اين گزارش چنين نوشته شده بود:
«ايالات متحده، جنگ افزار ژئوفيزيكي جديد و كاملي اختراع كرده است كه به وسيلة امواجي با فركانس به لاية مياني كرة زمين نفوذ مي‌كند... ارزش اين جنگ افزار را مي‌توان با دوران گذر از سلاحهاي سرد به سلاحهاي گرم يا سلاحهاي معمولي در برابر سلاحهاي اتمي سنجيد. اين گونه از جنگ افزارها با تمامي جنگ افزارهايي كه تاكنون جهت نفوذ در لاية مياني اتمسفر زمين ساخته شده‌اند تفاوت دارد.»

با تمامي اين گفته‌ها، با توجه به مدت زماني كه دولت روسيه براي دخالت در اين موضوع اختصاص داده بود، ممكن بود مسأله هارپ به يكي از موضوعات مورد بحث در جريان گفتگوهاي بين روسيه و آمريكا بر سر پيمان منع موشكهاي ضدبالستيك در ژوئن 2002 گردد. اين وابستگي زياد بين پيمان منع موشكهاي ضدبالستيك و سامانة هارپ در آوريل 1997 به طور رسمي توسط وزير دفاع ايالات متحده و بر اساس توانمندي يك جنگ افزار الكترومغناطيسي مطرح شد. خود روسها داراي سامانه‌اي به قدرت هارپ هستند و از آن براي گداختن لاية يونسفر استفاده مي‌كنند. اين سامانه سورا (Sura) نام دارد كه در 150 كيلومتري شهر Nizhny Novgorod قرار گرفته است.
.
حاميان هارپ
موارد اعلام شده به وسيلة نكوهشگران هارپ، از سوي مدافعين آن رد شده‌اند؛ زيرا به نظر آنان، ميزان انرژي‌اي كه به وسيلة سامانة هارپ پخش مي‌گردد از انرژي‌هاي بزرگي همچون امواج راديويي كهكشان و صاعقه بسيار كمتر و ناچيزتر است. دانشمندان انستيتو ژئوفيزيك دانشگاه Fairbanks در آلاسكا، ميزان انرژي هارپ را با غوطه‌ور ساختن يك گرمكن كوچك برقي در داخل رودخانه‌اي بزرگ همسان دانسته‌اند. از آنجايي كه لاية يونسفر به طور طبيعي در معرض آشفتگي‌هاي نامنظم قرار مي‌گيرد، مدافعين هارپ بيان مي‌كنند كه هر دگرگوني غيرطبيعي در اين لايه نيز در ظرف چند ثانيه يا دقيقه به شكل طبيعي از اين لايه پاك خواهد شد.
.

تصویری از گداختگی لایه یونسفر به وسیله سامانه هارپ
.

آزمايشات گداختن لاية يونسفر به وسيلة Arecibo Observatory به انجام مي‌رسد و رادار incoherent scatter اندكي مدت بعد، ميزان دگرگوني را به نمايش خواهد گذاشت (نزديك به يك ساعت). لاية يونسفر در طي همين مدت به وضعيت عادي و پيش ازگداختگي برمي‌گردد. به عنوان نمونه، سامانة هارپ تواني به قدرت 3.6 مگاوات را توليد مي‌كند. 3.6 مگاوات در برابر انرژي‌هايي كه به وسيلة خورشيد به طور دائم به كره زمين و يونسفر مي‌رسند ميزان بسيار بسيار ناچيزي به حساب می‌آید. گذشته از اينها، حاميان هارپ بيان مي‌دارند كه فعاليتهايشان، از زمان راه‌اندازي سامانه به طور كامل در ديدگاه عموم بوده است و تمامي كارهايي كه انجام گرفته به دقت به ثبت رسيده و در دسترس قرار دارند و دانشمندان بدون پوشش امنيتي، حتا براي خارجي‌ها، همواره در دسترس هستند. ابزارآلات هارپ، به طور معمول در مكانهايي باز تعبيه شده‌اند و در زمان كاركردشان، هر فرد غيرنظامي اجازه دارد از تمامي قسمتها ديدن نمايد.

آيا برخی زمين‌لرزه‌ها و ساير پديده‌هاي ناشناخته، به كاركرد هارپ وابسته است؟
بر اساس نظریه «زمین ساخت صفحه‌ای»، باید انتظار داشت که پراكندگي زمین‌لرزه‌ها در جهان تصادفی نباشد و در منطقه‌هایی که محل رها شدن انرژی است متمرکز باشد. با مشخص کردن مرکز زمین‌لرزه‌های به وقوع پیوسته در جهان بر روی نقشه‌ای که مرز این صفحه‌ها را نشان می‌دهد، می‌توان نقشه‌اي از الگوی لرزه‌خیزی جهان بدست آورد. البته با نظریه زمین‌ساخت صفحه‌ای همواره نمی‌توان الگوي مناسبی از وقوع این زمین‌لرزه‌ها را ارئه داد. در این موارد از سایر نظریه‌های معتبر می‎توان استفاده کرد. یکی از این نظریه‎ها، پس از وقوع زمین‏لرزه مهيب سال 1906 سانفرانسیسکو و آثار به جای مانده از آن بيان گرديد.
.

عکسی از شهر سانفرانسیسکو پس از زمین لرزه بسیار مهیب سال 1906

.این نظریه را می‎توان در پنج بند به صورت زیر بیان کرد:
* ترک خوردن سنگها که باعث زمین‎لرزه‎های زمین‎ساختی می‎شود، نتیجه وارد آمدن نیروهایی بیش از توان سنگها است.
* جابه‏جایی در سنگها به هنگام ظهور ترکها ناگهان ایجاد نمی‎شود، بلکه حداکثر جابجایی طی مدتی کم و بیش طولانی و به تدریج ایجاد خواهد شد.
* تنها انتقالی که به هنگام وقوع زمین‎لرزه‎ها ایجاد می‎شود، باز پس زدنهای ناگهانی دو طرف ترکها در راستای رها ساختن نیروها است. این جابجایی تا چند کیلومتری گسترش پیدا می‎کند.
* ارتعاشهای زمین‎لرزه از سطح این ترکها آغاز می‎شود.
* درست پیش از آغاز گسیختگی در سنگها، انرژی که توسط رویداد رها خواهد شد در سنگ ذخیره شده است.

با استفاده از این نظریه و سایر نظریه‎هاي علمي، می‎توانیم رویداد زمین‎لرزه‎ها در نقاطی دور از محل برخورد صفحه‎های سنگ کره را توجیه کنیم.

تصویری گرافیکی از یک گسل لرزه زا
حدود 97 درصد خاک ایران، مستعد زمین لرزه ای به قدرت بیش از 6 ریشتر می باشد!
.

همانطور كه در نوشتار خوانديم، توان خروجي آنتن‌هاي هارپ 3981 كيلووات است. شدت سيگنال HF فرستاده شده به لاية يونسفر، كمتر از 3 ميكرو وات بر سانتي‌متر مربع مي‌باشد كه ده‌ها هزار مرتبه كمتر از تشعشعات طبيعي الكترومغناطيسي نور خورشيد است كه به زمين مي‌رسد و صدها مرتبه كمتر از ميانگين انرژي طبيعي اشعه فرابنفش (UV) خورشيد مي‌باشد كه در اين لايه توليد مي‌گردد. چنين نيروي اندكي حتا اگر قسمت بزرگي از آن جذب نشده به سمت زمين بازتابش گردد، بازهم قادر نيست تآثيري بر آزاد شدن نيروي ذخيره شده در پشت گسلها و صخره‌هاي شكستة اعماق زمين بگذارد. بيشتر نيروهايي تأثيرگذار بر زلزله كه تاكنون شناخته شده‌اند، شامل نيروي ايجاد شده پس از آبگيري سدها، انفجارهاي اتمي و ساير انفجارهاي پرقدرت در اعماق زمين مي‌باشد كه مي‌توانند باعث تحريك گسلها براي آزاد كردن انرژي ذخيره شده در صخره‌هاي و صفحات متحرك زمين گردند. اما مي‌توان احتمال افزايش نور فرابنفش خورشيد در مكان بازتابش شده پرتوهاي هارپ را با رفتار غيرعادي دلفينها و نهنگها در خليج‌فارس و استراليا درنظر گرفت.
.

دیاگرام کارکرد هارپ بر لایه یونسفر
.

پیوندها:
پارلمان اروپا: هارپ اهداف نظامی دارد و مشکوک است
ردپای هارپ آمریکا در زلزله هائیتی
آمریکا در صدد ایجاد زمین لرزه در ایران است
.