گفتگو با سرکار خانم دکتر سمیه صبری عضو محترم هیات علمی گروه فیزیک فضا موسسه ژئوفیزیک دانشگاه تهران
موضوع: از خورشید تا زمین؛ رصد و هشدار توفان‌های خورشیدی
بخش 1: معرفی و کلیات
بخش 2: فرایندها و چالش‌ها
بخش 3: سیاستگذاری و آینده
بخش 4: توصیه به فعالان فناوری
سرکار خانم دکتر سمیه صبری عضو محترم هیات علمی گروه فیزیک فضا موسسه ژئوفیزیک دانشگاه تهران
ضمن تشکر از مشارکت شما در تهیه بولتن داخلی پینوتک اداره کل سیاستگذاری فناوری و نوآوری معاونت پژوهش و فناوری دانشگاه تهران، لطفا با پاسخ به سوالات ذیل ما را درتهیه این بولتن خبری یاری دهید.
- لطفاً ضمن معرفی خودتان عنوان و سال دستیابی به دستاورد یا فناوری اعم از ( پتنت یا ثبت اختراع داخلی، محصول ، قرارداد با صنعت ) را بفرمایید.
با سلام و احترام خدمت مخاطبان گرامی بولتن داخلی پینوتک، اینجانب سمیه صبری استادیار و عضو هیات علمی گروه فیزیک فضا موسسه ژئوفیزیک دانشگاه تهران متخصص در رشته علوم فضایی با دستاورد طراحی و توسعه سامانه هشدار اولیه برای طوفان‌های خورشیدی و فضایی در ایران مطالعات بلندمدتی را از سال ۱۳۹5 در حوزه گرمایش تاج خورشیدی و همچنین همکاری علمی با تیم پروفسور استفان پوتس در دانشگاه KU Leuven بلژیک داشته ام. هدف این پروژه، بومی‌سازی فناوری پایش و پیش‌بینی طوفان‌های فضایی در کشور و توسعه سامانه‌های هشدار اولیه مشابه با آنچه در سازمان‌های بین‌المللی مانند ناسا و آژانس فضایی اروپا (ESA) وجود دارد، بوده است. امیدوارم با ادامه این مسیر، ایران نیز در زمره کشورهای پیشرو در حوزه اقلیم فضایی و علوم خورشیدی قرار گیرد.
- از چه زمانی به دنیای فناوری علاقه‌مند شدید و چه چیزی بیشترین تاثیر را در انتخاب مسیرشما داشت؟
علاقه به دنیای فناوری از زمانی شکل گرفت که در دوره دکتری وارد مطالعه پدیده گرمایش تاج خورشیدی شدم. در ابتدا این موضوع برایم بیشتر یک سوال علمی جالب بود، اما خیلی زود متوجه شدم که فهم دقیق رفتار خورشید می‌تواند تأثیر مستقیمی بر زندگی انسان ها بر روی کره زمین داشته باشد و می تواند بر ارتباطات ماهواره‌ای، سامانه‌های ناوبری و حتی سلامت شبکه‌های برق نیز تاثیر بگذارد.
نقطه عطف اصلی، دوره فرصت مطالعاتی شش‌ماهه در دانشگاه KU Leuven بلژیک بود؛ جایی که با تیم پژوهشی پروفسور استفان پوتس، که در حال توسعه مدل‌ها و کدهای عددی پیشرفته برای شبیه‌سازی پدیده‌های خورشیدی و بین‌سیاره‌ای بودند، همکاری خود را آغاز کردم. آنجا بود که واقعاً مشاهده کردم فناوری و علم چطور می‌توانند با هم ترکیب شوند تا سامانه‌های هشداردهنده دقیق‌تری برای طوفان‌های فضایی طراحی گردد.
با وجود فرصت‌هایی که برای ادامه مسیر پژوهشی در خارج از کشور وجود داشت، با بازگشت به ایران بر روی بومی‌سازی مطالعات خورشیدی و ایجاد زیرساخت‌های لازم برای پیش‌بینی و هشدار در برابر پدیده‌های فضایی متمرکز شدم. این مسیر، هم از نظر علمی ارزشمند است و هم می‌تواند در بلندمدت به توسعه‌ی فناوری در کشور کمک کند. در دنیای امروز، وابستگی به زیرساخت‌هایی مثل GPS، اینترنت ماهواره‌ای، بانکداری الکترونیکی، و شبکه‌های برق شدت پیدا کرده است. چنانچه ابزار پیش‌بینی وجود نداشته باشد یک طوفان شدید خورشیدی بدون هیچ هشدار قبلی، می‌تواند این سیستم‌ها را به‌طور موقت یا حتی دائمی مختل کند. پس مطالعات و سامانه‌های پیش‌بینی طوفان‌های خورشیدی فقط جنبه علمی ندارند؛ بلکه ابزاری برای حفاظت از زیرساخت‌های حیاتی، امنیت دیجیتال و مدیریت هوشمندانه فناوری در جهان امروز هستند. چنانچه در این خصوص دیر اقدام گردد، آسیب‌های جبران ناپذیری ایجاد خواهد شد. به عنوان مثال در سال 1989 یک طوفان خورشیدی بزرگ باعث قطع برق در کل استان کبک کانادا شد، در عرض چند دقیقه، ۶ میلیون نفر در خاموشی کامل فرو رفتند یا در سال 2003، طوفان خورشیدی معروف به "هالووین" باعث اختلال در ۱۰ ماهواره، تغییر مسیر پروازها، و حتی کاهش عمر ماهواره‌ها شد.
- چه مشکلی در دنیای فناوری یا زندگی روزمره باعث شد به دنبال توسعه این فناوری یا اختراع باشید؟ هدف ازاین سوال روشن شدن انگیزه شما در دستیابی به این فناوری می باشد.
مشکلی که باعث شد در این حوزه فعالیت داشته باشم، ناتوانی فعلی کشور در پیش‌بینی دقیق رفتار خورشید و اثرات آن بر فناوری‌های روی زمین بود. در دنیایی که هر روز بیشتر به ارتباطات ماهواره‌ای، شبکه‌های برق و ناوبری وابسته می‌شویم، یک طوفان خورشیدی شدید می‌تواند اختلالات بزرگی ایجاد کند. دیدن این آسیب‌پذیری واقعی، یک انگیزه‌ی جدی بود چرا که در صورت بروز طوفان‌های خورشیدی شدید، زیرساخت‌های حیاتی مانند شبکه‌های برق، پست‌های فشار قوی، ماهواره‌های مخابراتی، و مراکز داده در معرض آسیب مستقیم قرار دارند. پیش‌بینی دقیق این پدیده‌ها بخشی از پدافند غیرعامل دیجیتال کشور محسوب می‌شود.
از طرف دیگر، این سوال که چرا تاج خورشید، با وجود فاصله‌اش از سطح، داغ‌تر از خود سطح خورشید است یکی از رمزآلودترین پدیده‌های فیزیکی است که پاسخ به آن می‌تواند نه‌تنها در فهم بهتر خورشید، بلکه در فناوری‌های مرتبط با پلاسما و انرژی‌های نو مانند همجوشی هسته‌ای هم مؤثر باشد.
در واقع، ترکیب این دو دغدغه، یکی کاملاً کاربردی و وابسته به زندگی روزمره و دیگری علمی و بنیادی، این فرصت را فراهم کرد تا با هدف توسعه‌ی مدلی دقیق‌تر و فهم بهتر رفتار تاج خورشید، پلی بین علم پایه و کاربردهای ملموس در فناوری و زندگی مردم ایجاد شود.
- بزرگ‌ترین چالش فنی یا غیر فنی که در مسیر توسعه این فناوری با آن مواجه شدید چه بود و نحوه برخورد شما با آن چالش چگونه بود؟
یکی از بزرگ‌ترین چالش‌ها در مسیر تحقیق و توسعه‌ی این فناوری، نیاز به منابع پردازشی بسیار بالا برای حل دقیق معادلات مگنتو هیدرودینامیکی (MHD) بود. این معادلات برای مدل‌سازی دقیق رفتار پلاسما در تاج خورشید و شبیه‌سازی پدیده‌هایی مانند پرتاب جرم‌های تاجی حیاتی هستند، اما از نظر محاسباتی بسیار پیچیده‌اند و با سیستم‌های معمولی قابل حل نیستند. در ابتدای مسیر این محدودیت مدتی روند تحقیق را متوقف کرد. اما با راهکار همکاری بین‌المللی با دانشگاه KU Leuven بلژیک و پروفسور استفان پوتس و با حمایت ایشان به کلاستر محاسباتی پیشرفته دانشگاه دسترسی پیدا کرده و بخشی از شبیه‌سازی‌ها با کمک آن‌ها انجام شد.
این تجربه برای من یادآور این نکته بود که بسیاری از چالش‌ها، به‌ویژه در علم و فناوری، با همکاری علمی، تعامل سازنده و اعتماد متقابل قابل حل هستند. گاهی کافی است به جای تمرکز بر محدودیت‌های داخلی، افق نگاه‌مان را جهانی‌تر کنیم.
- اگر بخواهید آینده فناوری خود را تصور کنید، فکر می‌کنید این فناوری چگونه می تواند زندگی مردم درجامعه را تغییر دهد و یا چه تحولی در صنعت ایجاد خواهد کرد؟
پیشرفت در درک بهتر رفتار پلاسمای خورشیدی، مخصوصاً تاج خورشید، می‌تواند در چند زمینه تحول‌آفرین باشد.
نخست، پیش‌بینی دقیق‌تر طوفان‌های خورشیدی و پرتاب جرم‌های تاجی می‌تواند برای صنایع حساس مانند ارتباطات ماهواره‌ای، هواپیماهای مسافربری در مسیرهای قطبی، و حتی شبکه‌های برق‌رسانی زمینی کمک بزرگی محسوب شود. تصور کنید که بتوانیم دقیقاً بگوییم یک طوفان خورشیدی چه زمانی به زمین می‌رسد و چه شدتی دارد این به معنی فرصت کافی برای محافظت از سیستم‌های حیاتی است.
از طرف دیگر، مطالعات روی گرمایش تاج خورشید و ساختارهای دینامیکی آن می‌توانند در آینده الهام‌بخش فناوری‌هایی در حوزه‌ی کنترل پلاسما و انرژی‌های نو مثل همجوشی هسته‌ای باشند. ما هنوز در آغاز راه درک رفتار پلاسما در شرایط شدید قرار داریم و خورشید، بزرگ‌ترین آزمایشگاه طبیعی ماست.
در نهایت، به نظرم این حوزه می‌تواند از طریق پیش‌بینی بهتر شرایط فضایی تا مشارکت عمومی در داده‌های تلسکوپ‌های پیشرفته مثل جیمز وب یا پارکر باعث نزدیک‌تر شدن علم فضا به زندگی روزمره مردم شود. این پیوند میان علم، فناوری و جامعه، آینده‌ای روشن‌تر را نوید می‌دهد.
- به کسانی که می‌خواهند وارد حوزه فناوری و نوآوری بشوند چه توصیه‌ای دارید ؟
به کسانی که می‌خواهند وارد حوزه فناوری و نوآوری شوند پیشنهاد می شود از ابتدا کنجکاوی علمی خودشان را حفظ کنند و از پرسیدن سؤال‌های اساسی نترسند. بسیاری از کشفیات بزرگ با یک «چرا» ساده آغاز شده‌اند. دوم اینکه صبر و استقامت داشته باشند. مسیر نوآوری، همواره با چالش‌ها، شکست‌ها و بازنگری‌ها همراه است. اما درست همین تلاش‌هاست که مسیرهای تازه‌ای را باز می‌کند و به نتایج ارزشمند منتهی می‌شود.
نکته مهم دیگر این است که علم پایه و فناوری را در امتداد هم ببینند، نه جدا از هم. گاهی یک تحقیق کاملاً بنیادی، مثل مطالعه رفتار خورشید، می‌تواند زمینه‌ساز فناوری‌های پیشرفته در حوزه‌هایی مانند هوافضا، مخابرات، ناوبری ماهواره‌ای و امنیت دیجیتال شود، حوزه‌هایی که آینده کشور به آن‌ها وابسته است.
مهم‌تر از همه، پیشنهاد می‌کنم که هم در سطح بین‌المللی فعال باشند و هم نگاهشان به توانمندسازی علمی و فناورانه کشور باشد. امروز فناوری و نوآوری بیش از هر زمان دیگری نیازمند کار گروهی، تعامل سازنده و انتقال دانش است. اما در نهایت، این سرمایه علمی باید در خدمت پیشرفت ملی، توسعه زیرساخت‌های فناورانه بومی و اعتلای علمی ایران قرار گیرد.
به طور خلاصه: کنجکاو بمانیم، از شکست نترسیم، فراتر از مرز رشته‌ها فکر کنیم، و دانش و انگیزه‌مان را در مسیر ساختن آینده‌ای روشن برای کشورعزیزمان به کار بگیریم.