لقد عانى معظمنا من إحباط التلوث أو الضباب أو الغيوم التي تحولت ليلة من النجوم إلى تمرين في الإحباط. حتى في المدار ، لا تستطيع المقاريب الرؤية بشكل جيد للغاية من خلال الغبار الذي يتخلل النظام الشمسي الداخلي. لكن فريقًا من علماء وكالة ناسا توصلوا إلى طريقة لإخراج علم الفلك من هذا الضباب الكوني.
يدور كل من كوكب الزهرة والأرض والمريخ في سحابة غبار تصنعها المذنبات وتصادمات عرضية بين الكويكبات. تُعد هذه السحابة المسماة البروج أكثر ميزة مضيئة في النظام الشمسي بعد الشمس ويمكن أن تكون أكثر سطوعًا بما يصل إلى ألف مرة من الأشياء التي يستهدفها علماء الفلك. يؤثر الضوء على الملاحظات المدارية بنفس الطريقة التي يؤثر بها ضوء القمر المكتمل على الملاحظات الأرضية. إن سحابة البروج مشرقة للغاية لدرجة أنها تتداخل مع كل مهمة مراقبة فلكية بالأشعة تحت الحمراء والبصرية والأشعة فوق البنفسجية التي أطلقتها ناسا على الإطلاق.
قال ماثيو جرينهاوس ، عالِم الفيزياء الفلكية في مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لوكالة ناسا في غرينبيلت ، دكتوراه في الطب: "ببساطة ، لم تكن هذه الليلة يومًا مناسبة لعلماء الفلك". يكون الضوء من السحابة أعظم في مستوى مدار الأرض ، وهو نفس المستوى الذي يعمل فيه كل تلسكوب فضائي.
إذن كيف تخطط وكالة ناسا للابتعاد عن السحابة؟ من خلال إمالة مدارات التلسكوبات المستقبلية. سيتيح هذا النوع من التعديل للمركبات الفضائية أن تنفق جزءًا كبيرًا من كل مدار أعلى وأسفل الغبار ، مما يمنحها رؤية أوضح للأجسام في الفضاء.
وأوضح جرينهاوس: "فقط من خلال وضع تلسكوب فضائي على هذه المدارات المائلة ، يمكننا تحسين حساسيته بعامل اثنين في الأشعة فوق البنفسجية القريبة وبنسبة 13 مرة في الأشعة تحت الحمراء". "هذا اختراق في القدرة العلمية مع عدم وجود زيادة مطلقة في حجم مرآة التلسكوب."
تعاونت شركة Greenhouse مع Scott Benson وفريق دراسة النمذجة التعاونية وتقييم البارامترية للأنظمة الفضائية (COMPASS) ، في مركز أبحاث Glenn التابع لناسا في كليفلاند بولاية أوهايو. إنهم يحققون في مهمات لوضع تلسكوب في هذا النوع من الطائرة ذات الزاوية - مدار خارج البروج - باستخدام التطورات الجديدة في المصفوفات الشمسية والدفع الكهربائي ومركبات الإطلاق منخفضة التكلفة.
لقد طوروا مهمة إثبات المفهوم تسمى Extra-Zodiacal Explorer (EZE) ، وهو مرصد من الفئة EX يبلغ وزنه 1500 رطل. ستطلق EZE على صاروخ SpaceX Falcon 9. إن محركًا كهربائيًا شمسيًا قويًا جديدًا كمرحلته العليا سيوجه المركبة الفضائية على مناورة مساعدة للجاذبية عبر الأرض أو المريخ ، وهو طيران يطير من شأنه إعادة توجيه المهمة إلى مدار يميل بمقدار 30 درجة إلى الأرض.
محرك NASA Evolutionary Xenon Thruster (NEXT) هو نوع محسن من محرك الأيونات. يعمل عن طريق إزالة الإلكترونات من ذرات غاز الزينون وتسريع الأيونات المشحونة من خلال مجال كهربائي لخلق الدفع. في حين أن هذه الأنواع من المحركات توفر قوة دفع أقل بكثير في أي وقت من الصواريخ الكيميائية التقليدية ، إلا أنها أكثر كفاءة في استهلاك الوقود ويمكن أن تعمل لسنوات.
اثنان من هذه المحركات المتقدمة ، التي تحصل على قوتها من المصفوفات الشمسية على متن الطائرة ، سيتم إيواؤها في المرحلة العليا من EZE. سوف يطلقون النار لإرسال المركبة الفضائية على متن الكواكب التي ستضعها في مدار خارج البروج. وأوضح بنسون: "لقد قمنا بإجراء عملية دفع NEXT واحدة لأكثر من 40000 ساعة في الاختبار الأرضي ، أي أكثر من ضعف العمر التشغيلي المطلوب لإيصال المركبة الفضائية EZE إلى مدارها خارج البروج". "إن هذه تكنولوجيا ناضجة ستتيح القيام ببعثات فضائية أكثر فعالية من حيث التكلفة عبر تخصصات الفيزياء الفلكية وعلوم الكواكب."
يقول الفريق إنه إذا نجحت هذه المهمة المفاهيمية ، فستكون أفضل أداء من مرصد في تاريخ برنامج Explorer التابع لناسا. سيكون أيضًا مغيرًا للعبة. كما أوضح جرينهاوس ، "سيجعل المدارات خارج البروج متاحة لأي فلكي يقترح برنامج مستكشف ناسا. وهذا سيمكن قدرة علمية غير مسبوقة لمستكشفي الفيزياء الفلكية. "
المصدر: وكالة ناسا.
