سباق الفضاء بين الولايات المتحدة (الولايات المتحدة) والصين مهيأ لنقطة تحول جديدة ومثيرة حيث تستعد الأخيرة لتحدي تلسكوب أمريكا العملاق بأسطولها من الأقمار الصناعية الصغيرة أثناء غوصها في الفضاء السحيق.
يقوم العلماء الصينيون بإنشاء أسطول من الأقمار الصناعية الصغيرة لإجراء البحوث الفلكية المتطورة التي لم تكن ممكنة في السابق إلا باستخدام تلسكوبات فضائية ضخمة ومكلفة.
لرصد الأحداث العنيفة قصيرة العمر وعالية الطاقة من الفضاء السحيق ، تصورت البعثة الصينية أكثر من 100 ساتل صغير ، كل منها مزود بنسخة أصغر وأخف من تلسكوب الأشعة السينية النموذجي.
تتناقض هذه التقنية بشكل حاد مع الاتجاه الحالي للتلسكوبات الأكبر حجمًا والتي يمكنها النظر بشكل أعمق في المكان والزمان.
استغرق تطوير تلسكوب جيمس ويب الذي تبلغ تكلفته 10 مليارات دولار أمريكي ، والذي تم إطلاقه في ديسمبر للبحث عن أول ضوء للكون بعد الانفجار العظيم ، أكثر من عقدين من الزمن لتطويره وبتكلفة تصل إلى عشرة أضعاف ما كان مخططًا له في الأصل.
في الواقع ، في جولة جديدة من الاختبارات ، تبحث ناسا في طريقة جديدة باستخدام التكنولوجيا السائلة التي يمكن أن تسمح لها ببناء تلسكوبات أكبر بعشر مرات من تلسكوب جيمس ويب الفضائي.
يعتقد علماء الفيزياء الفلكية حول العالم أن التلسكوبات الأكبر يمكن أن تجمع المزيد من الضوء ، مما يسمح لعلماء الفلك برؤية الأجسام الأصغر والأغمق والأبعد بشكل أكثر وضوحًا.
ومع ذلك ، فإن تخلي الصين عن هذا النهج قد يكون بمثابة اختراق لبرنامجها الفضائي. يخطط فريق Chasing All Transients Constellation Hunters (CATCH) لإطلاق قمر صناعي في العام المقبل ، يتبعه عشرة أقمار صناعية تدور في مدار لاختبار نظام التحكم الذكي.
CATCH هي كوكبة من مئات الأقمار الصناعية. سيتم تجهيز كل قمر صناعي بتلسكوب أشعة سينية خفيف الوزن تم بناؤه بشكل منفصل بواسطة الصين. يمكن تتبع عابر واحد أو أكثر بواسطة قمر صناعي واحد ، ويمكن لمئات الأقمار الصناعية العمل معًا لتوفير مراقبة مستمرة لأعداد كبيرة من العابرين.
بالإضافة إلى ذلك ، يمكن تشكيل مجال رؤية كبير أو كوكبة من الأقمار الصناعية عالية الدقة بشكل تعاوني لتتبع أهداف حرجة معينة (مثل رشقات الموجات الثقالية).
تجربة الصين الجديدة في الفيزياء الفلكية
قال تاو ليان ، رئيس البحث والتطوير التكنولوجي الأساسي لمشروع CATCH ، إنه إذا نجحت المراحل الأولية ، يخطط الفريق لنشر الكوكبة الكاملة بحلول عام 2030.
تبلغ الميزانية المخططة لكل قمر صناعي ، وفقًا لتاو من معهد فيزياء الطاقة العالية في الأكاديمية الصينية للعلوم في بكين ، 1.6 مليون دولار ، نصفها مخصص لتكاليف الإطلاق. وتوقعت أن التكاليف يمكن أن تنخفض بشكل كبير في غضون سنوات قليلة ، مع أرخص الأقمار الصناعية وخدمات الإطلاق التي تقدمها الشركات الخاصة ، وأشار SCMP.
وفقًا لـ Yin Qianqing ، وهو عضو آخر في فريق CATCH ، فإن المشكلة الأكبر ستكون تنسيق الأقمار الصناعية أثناء عملها بشكل فردي وترادفي.
وأوضح أن كل ساتل ميكروي “ذكي” سيكون قادرًا على بدء الاكتشاف والتعقب تلقائيًا في المدار ، وتحديد الأهداف بكفاءة وربط نتائجها بقاعدة بيانات للظواهر الفلكية.
بالتعاون مع North Night Vision Technology ، المورد العالمي للمنتجات البصرية ومقرها في كونمينغ ، في المنطقة الجنوبية الغربية من يونان ، يتم إنتاج المرايا المدمجة التي تتوافق مع تشريح عين جراد البحر للأقمار الصناعية الدقيقة في تطور غير مسبوق.
تم تصميم البناء المعقد للمرايا لجمع الضوء من زوايا مختلفة في البحث عن ظواهر تتراوح من انفجارات السوبرنوفا إلى ظهور الثقوب السوداء ، والتي يمكن اكتشافها في سماء الأشعة السينية بواسطة الغازات الساخنة بشكل لا يصدق التي تنتجها. درجات حرارة تتجاوز مليون درجة. درجة مئوية.
طريقة كبيرة أم صغيرة؟
تعتمد معظم الملاحظات على تجميع جزيئات الضوء ، وتعني المرآة الأكبر أنها يمكن أن تجمع المزيد من الضوء.
ومع ذلك ، فهي طريقة مكلفة للغاية لأن بناء المرآة الأساسية يستغرق عدة سنوات ، ولا يستغرق تجميعها في الفضاء أقل من ثلاثة أشهر ، ناهيك عن التكاليف الاستثنائية للعملية برمتها ، من التطوير إلى التجميع.
ومع ذلك ، فإن هذا هو السبب الرئيسي وراء إبعاد الأقمار الصناعية الصغيرة في الغالب عن مراقبة الأرض والأغراض التعليمية ، ولكن تم بالفعل الاكتشافات الناجحة في الفضاء السحيق باستخدام هذه الأقمار الصناعية الصغيرة ، وهي أجهزة أقل تكلفة إلى حد كبير.
تستخدم مهمة كندا وأوروبا BRITE مجموعة من خمسة أقمار صناعية نانوية لمراقبة التقلبات في سطوع النجوم الساطعة للغاية ، وفقًا لعالم الفلك جوناثان ماكدويل من مركز هارفارد سميثسونيان للفيزياء الفلكية. وقال “صحيح أن حجم التلسكوب مهم ، لكن هناك مناطق يمكن أن تساعد فيها الأقمار الصناعية الصغيرة وكالة الفضاء الأوروبية في علم الفلك”.
سيكون إطلاق ESA الأول لعام 2018 عبارة عن سيارة سريعة بحجم صندوق الحبوب #CubeSatتم إطلاقه من الصين في 2 فبراير مع شبه توأم لاختبار تكنولوجيا الراديو بين الأقمار الصناعية والدفع الصغير: https://t.co/azBgCR57n1 pic.twitter.com/y6Ahcl0MJz
– ESA Technology (ESA_Tech) 1 يناير 2018
أبلغ فريق بقيادة جامعة تسينغهوا في بكين عن اكتشاف انفجار لأشعة جاما – وهو أشد انفجار في الكون – بحجم 10 سم (3.9 بوصة) CubeSat في نوفمبر الماضي. أكدت تلسكوبات أشعة غاما الكبيرة ، بما في ذلك التلسكوب الفضائي لأشعة غاما فيرمي الذي تبلغ تكلفته 700 مليون دولار في مرصد ناسا الرئيسي ، هذا الاكتشاف الذي نُشر في مجلة الفيزياء الفلكية.
إذا نجحت الصين في تحقيق اختراقات مع كوكبة الأقمار الصناعية الصغيرة الخاصة بها ، فقد تصبح مثالًا للتطور التكنولوجي الصيني غير المكلف وتساهم بشكل فعال في جهود استكشاف الفضاء السحيق العالمية.
