امسال هم در آستانه سال نوی میلادی، مجله Nature، فهرستی از رویدادهای پیش‌رو در سال ۲۰۲۲ را منتشر کرده است. اُمیکرون، ماموریت‌های کره ماه و فیزیک ذرات جزء موضوعات مهم است که تحقیقات سال جدید را شکل خواهند داد.

در ادامه گزارش پنجم دی روزنامه فرهیختگان آمده است: تولیدکنندگان واکسن نگاه خود را به نسل بعدی واکسن‌هایی معطوف کرده‌اند که برای محافظت در برابر ویروس کرونا به‌سرعت درحال تکامل و طراحی هستند. گمانه‌زنی‌ها حکایت از آن دارد که دنیا در سال آینده می‌تواند شاهد عرضه واکسن‌هایmRNA باشد که با هدف سویه‌های خاصی از ویروس طراحی شده‌اند و برخی مقامات بهداشت عمومی امیدوارند که بتوانند با استفاده از فناوری‌های نوین اثربخشی واکسن‌ها را افزایش دهند.

 چند روزی بیشتر به آغاز سال جدید میلادی نمانده و به‌رغم تداوم ویروس کرونا در جهان، محققان و دانشمندان همچنان با تمام قوا در آزمایشگاه‌ها مشغول فعالیت و اکتشافات علمی هستند. هر سالی که می‌گذرد روند پیشرفت‌های علمی سریع‌تر طی می‌شود و دستاوردهای علمی به‌خوبی می‌توانند نیازهای مردم جهان را برآورده کنند. معمولا هر سال پیش از آغاز سال جدید، برآوردی از دستاوردهای سالی که گذشت و اکتشافات و رویدادهای علمی که قرار است در سال پیش‌رو به آن پرداخته شود، منتشر می‌شود تا دنیا چشم‌انتظار موفقیت‌هایی باشد که از مدت‌ها قبل دانشمندان برای رسیدن به آنها تلاش کرده‌اند. امسال هم در آستانه سال نوی میلادی، مجله Nature، فهرستی از رویدادهای پیش‌رو در سال ۲۰۲۲ را منتشر کرده است. اُمیکرون، ماموریت‌های کره ماه و فیزیک ذرات جزء موضوعات مهم است که تحقیقات سال جدید را شکل خواهند داد.

کرونا ادامه دارد

دنیا درحالی وارد سال جدید میلادی می‌شود که سومین سال از شیوع همه‌گیری کرونا را پشت‌سر می‌گذارد و هیچ افق امیدبخشی مبنی‌بر پایان کرونا وجود ندارد. درحال‌حاضر، مهم‌ترین چالشی که دنیا با آن دست به‌گریبان است، مواجهه با سویه جدید کرونا موسوم به اُمیکرون است که چند هفته است دنیا را احاطه کرده و با توجه به قدرت ۶برابری در انتقال ویروس، شمار مبتلایان در دنیا درحال افزایش است. این سویه نخستین‌بار در انتهای ماه نوامبر مشاهده شد و محققان آن را تهدیدی جدی برای دنیا معرفی کردند. نتایج اولیه نشان می‌دهد که اثربخشی واکسن‌های تزریق‌شده در دنیا در مقابل اُمیکرون کمتر شده و ازاین‌رو، بسیاری بر تزریق دوز تقویتی تأکید کرده‌اند. دانشمندان هنوز به‌دنبال یافته‌های بیشتر درباره شدت بیماری هستند. محققان و مقامات بهداشت عمومی در سال ۲۰۲۲ اقدامات کنترلی خود را برای بررسی افزایش سویه‌های جدید ویروس کرونا و نیز اثرات درازمدت روی افراد بهبودیافته از این عفونت در دستورکار قرار خواهند داد.

کشورهای متمول که اغلب جزء کشورهای پیشرفته و توسعه‌یافته دنیا به شمار می‌روند، علاوه‌بر تزریق هر دو دوز به بیشتر جمعیت کشور خود، تزریق دوز تقویتی را هم آغاز کرده‌اند و این سیستم تزریق با وجود شیوع اُمیکرون همچنان ادامه دارد. به‌رغم اینکه حدود نیمی از جمعیت جهان دوز اول را هم دریافت نکرده‌اند، این کشورها به تزریق دوز سوم رسیده‌اند. سوالی که در این میان ایجاد می‌شود این‌که آیا شرکت‌های داروسازی از ثبت اختراع چشم‌پوشی می‌کنند یا گام‌های دیگری را برای کمک به مقرون‌به‌صرفه‌تر کردن واکسن‌های خود برای کشورهای کم‌درآمد و پرکردن شکاف بزرگ در پوشش جهانی برمی‌دارند. در این بین، بحث درباره منشأ ویروس همچنان ادامه دارد. سازمان بهداشت جهانی با استقبال از گروهی متشکل از ۲۶ دانشمند، برای حل معمای ایجادشده در این همه‌گیری تلاش‌ می‌کند.

به‌روزرسانی واکسن‌ها

تولیدکنندگان واکسن نگاه خود را به نسل بعدی واکسن‌هایی معطوف کرده‌اند که برای محافظت در برابر ویروس کرونا به‌سرعت درحال تکامل و طراحی هستند. گمانه‌زنی‌ها حکایت از آن دارد که دنیا در سال آینده می‌تواند شاهد عرضه واکسن‌هایmRNA باشد که با هدف سویه‌های خاصی از ویروس طراحی شده‌اند و برخی مقامات بهداشت عمومی امیدوارند که بتوانند با استفاده از فناوری‌های نوین اثربخشی واکسن‌ها را افزایش دهند. واکسن‌های مبتنی‌بر پروتئین هم جزء انواع مرسوم‌تر سیستم‌های ایمنی هستند که برخی از آنها چند دهه در برابر بیماری‌هایی شامل دیابت و زونا مورد استفاده قرار گرفته‌اند و در سال ۲۰۲۱ نیز در فاز سوم در آزمایش‌های بالینی کرونا بررسی شده‌اند.

تولید واکسن‌هایی که مبتنی‌بر DNA هستند، ارزان‌تر از واکسن‌های mRNA تمام می‌شوند و به نگهداری در دمای پایین هم نیازی ندارند، بنابراین، می‌توان از آنها به‌عنوان گزینه مناسب‌تری برای کشورهای کم‌درآمد استفاده کرد. انتظار می‌رود در تولید واکسن‌های مختلف برای ویروس‌ها و بیماری‌های بیشتری چون ویروس HIV، مالاریا و بیماری لایم پیشرفت‌هایی صورت گیرد و در سال پیش‌رو شاهد عرضه آنها در دنیا باشیم.

رونق علم فیزیک

سال ۲۰۲۲ زمان خوبی برای پیشرفت‌های علمی در حوزه فیزیک خواهد بود. بعد از چند سال تعطیلی و کار و تعمیر و نگهداری گسترده، «برخورددهنده هاردونی بزرگ»، قرار است در ماه ژوئن فعالیت خود را در آزمایشگاه فیزیک ذرات اروپایی خارج از ژنو و سوئیس از سر گیرد. برخورددهنده هارمونی بزرگ؛ درواقع، نوعی شتاب‌دهنده ذره‌ای و برخورددهنده مستقر در سازمان تحقیقاتی «سرن» در نزدیکی ژنو سوئیس است.

آزمایش‌های بزرگ این برخورددهنده شامل ATLAS و CMS توسعه‌یافته با لایه‌های اضافی اجزای دتکتور است. این کار، امکان جمع‌آوری داده‌های بیشتری را از ۴۰ میلیون برخورد پروتونی فراهم خواهد کرد که هرکدام از آنها در هر ثانیه تولید می‌کنند. بعد از ارتقای این سیستم، چهار آشکارساز امواج گرانشی جهان، یکی در ژاپن و یکی در ایتالیا و دو آشکارساز در آمریکا، به‌تازگی رصد جدیدی را آغاز می‌کنند. انتظار می‌رود در دانشگاه ایالتی میشیگان در «ایست لنسینگ» تاسیسات پرتوهای ایزوتوپی کمیاب در اوایل سال ۲۰۲۲ شروع به‌کار کند. هدف این شتاب‌دهنده چند مرحله‌ای ۷۳۰ میلیون دلاری سنتز هزاران ایزوتوپ جدید از عناصر شناخته‌شده و بررسی ساختار هسته‌ای و فیزیک ستاره‌های نوترونی و انفجارهای ابرنواختری است.

ماموریت‌هایی در کره ماه

گروهی از مدارگردها و فرودگرهای ساخته‌شده توسط آژانس‌های فضایی و شرکت‌های خصوصی به‌گونه‌ای برنامه‌ریزی شده‌اند که در سال ۲۰۲۲ به‌سمت کره ماه پرتاب شوند. در این میان، ناسا قرار است در برنامه خود، مدارگرد «آرتیمیس۱» را در نخستین آزمایش سیستم پرتاب دیرهنگام پرتاب کند که طی آن فضانوردان به سطح کره ماه برگردانده می‌شوند. همچنین مدارگرد CAPSTONE ناسا هم آزمایش‌هایی را برای آماده‌سازی Gateway به‌عنوان نخستین ایستگاه فضایی که به دور ماه می‌چرخد، انجام خواهد داد. سومین ماموریت هند به‌سمت کره ماه موسوم به Chandrayaan-۳ با هدف فرود نرم (بدون آسیب به فضاپیما) روی ماه است که حامل ماه‌پیما خواهد بود.

ژاپن نیز در سال ۲۰۲۲ درتلاش است نخستین فرود نرم را روی کره ماه در قالب ماموریتSLIM انجام دهد. روسیه نیز قصد دارد با طرح فرودگر Luna۲۵ شکوه طرح فرود در کره ماه شوروی را دوباره زنده کند. مدارگرد ماه Pathfinder که طرح کره‌جنوبی است، طرح اکتشاف کره ماه را توسط این کشور کلید می‌زند. شرکت خصوصی ispace توکیو، به‌دنبال پرتاب فرودگر Hakuto-R است که قرار است ماه‌پیمای «رشید» امارات را به‌سمت کره ماه حمل کند. دو شرکت آمریکایی شامل شرکت فناوری Astrobotic واقع در «پیتزبورگ» پنسیلوانیا و شرکت Intuitive Machines در هوستون، تگزاس، فضاپیماهایی را ردیابی می‌کنند که قرار است ابزارهای مورد استفاده از سوی دانشمندان ناسا را به سطح کره ماه ارسال کنند.

پیش به‌سوی مریخ و ستاره‌ها

یکی دیگر از سفرهای فضایی که دنیا در سال ۲۰۲۲ شاهد آن خواهد بود، ماموریت مشترک ExoMars روسیه و اروپاست که قرار است در سپتامبر سال آینده به وقوع بپیوندد و قرار است در این ماموریت، ماه‌پیمای Rosalind Franklin متعلق به آژانس فضایی اروپا به مریخ ارسال شود. این ماه‌پیما بعد از رسیدن به مریخ قرار است به‌دنبال نشانه‌هایی از حیات در گذشته این سیاره باشد و اطلاعاتی از آن را به زمین مخابره کند. این پرتاب قرار بود در سال ۲۰۲۰ انجام شود اما این عملیات بیشتر به‌دلیل امنیتی که باید در فرود این ماه‌پیما رعایت شود، به تعویق افتاد. چین هم قرار است برای تکمیل ایستگاه فضایی Tiangong بیش از هزار آزمایش را در دستورکار خود قرار دهد که از مشاهدات زمینی و نجومی تا اثرات میکروگرانشی و تشعشعات کیهانی بر رشد باکتریایی را دربرمی‌گیرد.

اقدامات اقلیمی

بعد از برگزاری اجلاس سران COP۲۶ در گلاسکوی انگلیس در سال ۲۰۲۱، قرار است دور دیگری از این اجلاس در نوامبر ۲۰۲۲ در «شرم‌الشیخ» مصر با عنوان COP۲۷ درباره آب‌وهوای ملل متحد برگزار شود. انتظار می‌رود کشورها به تعهدات اقلیمی مطابق با هدف توافقنامه پاریس در سال ۲۰۱۵ مبنی‌بر محدود کردن گرمایش جهانی به زیر ۲ درجه سانتیگراد بالاتر از دمای پیش از صنعتی شدن، دست یابند. درعین‌حال، محققان به‌دنبال توافقی که در اجلاس امسال حاصل شد، قرار شد بر انتشار گازهای گلخانه‌ای نظارت کنند که شامل تعهد برای کاهش استفاده از زغال‌سنگ و کاهش انتشار متان می‌شود. پس از افت ناشی از همه‌گیری کرونا در سال ۲۰۲۰، انتشار کربن در سال ۲۰۲۱ بار دیگر افزایش یافت.

حفظ تنوع زیستی

یکی از موضوعاتی که سال‌هاست حیات‌وحش با آن دست به‌گریبان است و به‌شدت تهدید می‌شود، نابودی گونه‌های گیاهی و جانوری است. کشورها روی مجموعه‌ای از اهداف جدید برای کاهش روند نابودی تنوع زیستی فعالیت می‌کنند. کنوانسیون تنوع زیستی با عنوان «اهداف تنوع زیستی Aichi » که در سال ۲۰۱۰ تاسیس شد، در مهلتی که تا سال ۲۰۲۰ به آن داده شده بود، نادیده گرفته شد. جلسه بعدی احزاب برای برنامه‌ریزی در قالب کنوانسیون ملل متحد روی تنوع زیستی که برای سال ۲۰۲۰ نهایی شده بود به زمان دیگری موکول شد، به‌طوری‌که زمان برگزاری آن از ۲۵ آوریل تا ۵ می‌ در چین است. اما نگرانی‌ها از شیوع سویه جدید اُمیکرون ممکن است این برنامه‌ها را بار دیگر برهم بزند. از بین رفتن زیستگاه‌های جانوری و سایر عوامل مرتبط با فعالیت‌های انسانی حدود یک میلیون گونه گیاهی و جانوری را درمعرض خطر انقراض قرار داده است.

مهندسی زمین خورشیدی

با گرمایش کره‌زمین؛ گردوخاک و خاکستر از طریق آتشفشان‌ها به قسمت فوقانی جو منتشر می‌شوند که اثر خنک‌کنندگی دارند. فوران آتشفشان «پیناتوبو» در سال ۱۹۹۱ دمای زمین را حدود ۵/۰ درجه سانتیگراد به‌مدت ۴ سال خنک‌تر کرد. مهندسی زمین خورشیدی که از آن به مدیریت تشعشعات خورشیدی هم یاد می‌شود، دقیقا همین اثر مشابه را دارد. طبق گمانه‌زنی‌ها، گروهی از محققان دانشگاه هاروارد در سال ۲۰۲۲ به‌دنبال انجام آزمایشی موسوم به SCOPEX هستند که بارها به تاخیر افتاده است. این آزمایش شامل پرتاب بالونی به جو است که هدف آن آزادسازی دو کیلوگرم کربنات کلسیم و سپس اندازه‌گیری میزان از هم‌پاشیدن، واکنش و پراکنده کردن انرژی خورشیدی است.

پمپ‌های حرارتی

معمولا حدود یک‌چهارم انرژی مصرفی جهان صرف گرم نگه‌داشتن ساختمان‌ها در زمستان می‌شود. بیشتر این گرمایش بستگی به سوختن زغال‌سنگ، گاز یا نفت دارد. اگر کشورهای دنیا بتوانند اهداف تغییرات اقلیمی را به‌خوبی رعایت کنند، این اصول به‌طور قطع تغییر خواهند کرد. جایگزین‌های امیدبخش‌تری که می‌توان به‌عنوان پمپ‌های حرارتی مورد استفاده قرار داد، یخچال‌هایی هستند که به‌طور معکوس عمل می‌کنند. به جای پمپاژ حرارت از یک فضا برای کاهش دما، یک پمپ حرارتی، گرما را از بیرون وارد کرده و درجه حرارت آن را بالا می‌برد. از آنجا که حرارت موجود در اطراف پخش می‌شود، این کار بسیار می‌تواند موثر عمل کند، به‌طوری‌که به ازای هر کیلووات برق مصرفی، پمپ‌های حرارتی قادرند ۳کیلووات حرارت تولید کنند که همین کار استفاده از آن را ارزان‌تر از تشعشعات الکتریکی کرده است.

فعال کردن یک پمپ حرارتی به جای گرم کردن خانه، فضا را خنک می‌کند. شرکت Gradient در سن‌فرانسیسکو، یکی از شرکت‌های عرضه‌کننده پمپ‌های حرارتی است که هم گرمایش و هم سرمایش را ارائه می‌کند. این پمپ‌های حرارتی محصولاتی شبیه کیسه هستند که در پنجره‌ها تعبیه شده و مانند تهویه‌های هوا عمل کرده و قرار است در سال ۲۰۲۲ به بازار عرضه شوند.