تم إطلاق مهمتان في ناسا أخيرًا من ساحل كاليفورنيا وارتفعت نحو النجوم في وقت متأخر من ليلة الثلاثاء ، وتغلبت على أسبوع من التأخير للوصول إلى المدار. كلاهما يهدف إلى كشف الألغاز عن الكون – واحد من خلال النظر بعيدًا عن الأرض ، والآخر من خلال النظر إلى المنزل.
راكب الصاروخ هو SPHEREX ، وهو تلسكوب فضائي سيلتقط صورًا للسماء بأكملها بأكثر من مائة لون غير مرئي للعين البشرية. يرافق التلسكوب مجموعة من الأقمار الصناعية المعروفة بشكل جماعي باسم Punch ، والتي ستدرس الجو الخارجي للشمس والرياح الشمسية.
تم تأجيل الإطلاق عدة مرات منذ أواخر فبراير لأخصائيي المهمة لإجراء فحوصات إضافية على صاروخ SpaceX Falcon 9 و NASA Spacecraft. ساهم الطقس القاتم أيضًا في إطلاقه في ليلة الاثنين. ولكن تم نسيان ذلك يوم الثلاثاء حيث تم رفع Pherex و Punch من قاعدة فاندنبورغ للفضاء ضد المسمة السوداء في Clear California Sky في الساعة 11:11 مساءً بالتوقيت الشرقي.
بعد دقيقتين تقريبًا ، انفصل الداعم القابل لإعادة الاستخدام في الصاروخ عن المرحلة العليا وانقلب باتجاه الأرض للهبوط الخاضع للرقابة بالقرب من موقع الإطلاق.
اثنان وأربعون دقيقة من الإطلاق ، تطفو Spherex بعيدًا عن المرحلة العليا للصاروخ. اتبعت الأقمار الصناعية الأربعة لكمة ، التي تم إطلاقها في أزواج ، حذوها بعد حوالي 10 دقائق. ينتظر كلا الفريقين المهمة إشارة من المركبة الفضائية ، التي تدور حول حوالي 400 ميل فوق تبرز الأرض ، والخط الذي يفصل ليلا ونهارا على كوكبنا ، وعلى الأعمدة الشمالية والجنوبية. يُعرف هذا النوع من المدار بأنه متزامن الشمس لأنه يبقي المركبة الفضائية موجهة في نفس الموقف بالنسبة لشمسنا.
هذا مفيد لكل من المركبات الفضائية. سيكون لكمة رؤية واضحة للشمس حول جميع الأوقات ، في حين أن Spherex سيبقى مذكورًا عنه ، وتجنب الضوء من نجمنا المحلي الذي يمكن أن يخفي إشارات خافتة من النجوم البعيدة والمجرات.
رسم الكون
Spherex قصير بالنسبة للمقياس الطيفي لتاريخ الكون ، عصر إعادة التأين و ICES Explorer. إن الفم من الاسم يناسب اتساع هدفه: مسح السماء بأكملها في 102 ألوان ، أو أطوال موجية ، من الضوء بالأشعة تحت الحمراء.
وقال أوليفييه دوري ، عالم الكونيات في مختبر الدفع النفاث التابع لناسا وعالم مشروع المهمة: “إنه حقًا الأول من نوعه”. على النقيض من ذلك ، قام مستكشف المسح بالأشعة تحت الحمراء الواسعة في ناسا ، والذي تقاعد في عام 2011 ، بتعيين السماء في أربعة درجات فقط من الأشعة تحت الحمراء.
سيستخدم العلماء البيانات من Spherex لدراسة كيفية تغير الضوء الكلي المنبعث من المجرات خلال الوقت الكوني ورسم المكان الذي توجد فيه المياه المجمدة والمكونات الأساسية للحياة عبر الطريق اللبني.
وقال جيمس بوك ، عالم الكونيات في معهد التكنولوجيا والمسؤول الرئيسي للبعثة: “يُعتقد أن المحيطات على الأرض نشأت من هذه الخزانات الجليدية بين النجوم”.
ستساعد الخريطة ثلاثية الأبعاد التي ترسم تجميع المجرات غير المتساوية في جميع أنحاء الكون اليوم-بعض الأجزاء سميكة مع الغاز المجري والغبار ، والبعض الآخر أكثر تفريخًا-على تعلم المزيد عن التضخم ، والتراجع السريع للكون الذي حدث في الثانية بعد الانفجار الكبير.
وفقا للدكتور بوك ، ظهرت مخالفات صغيرة كما انتشرت المادة في الكون المبكر. وقال إن التضخم “فجرهم إلى المقاييس الكونية” ، ويتم الحفاظ على بصمة تلك المخالفات في الهيكل الشامل لكون اليوم.
استخدم الفيزيائيون منذ فترة طويلة قياسات لخلفية الميكروويف الكونية – الضوء المتبقي من الانفجار الكبير – لدراسة التضخم. لكن المسح المجري سيسمح لهم باكتساب فهم للعمليات المادية التي أدت إلى هذا التوسع الشديد.
وقال الدكتور بوك: “هذه فكرة كانت موجودة ، لكننا في الحقيقة أول تجربة مصممة للبحث عن هذا”.
ستسجل Spherex ، التي تبدو وكأنها مكبرات الصوت العملاقة ، حوالي 600 صورة يوميًا لأكثر من عامين ، حيث تلتقط الضوء من ملايين النجوم في الفناء الخلفي الكوني وحتى المجرات التي تتجاوزها.
باستخدام تقنية تسمى التحليل الطيفي ، سيفصل التلسكوب الضوء إلى أطوال موجية مختلفة ، مثل المنشور الزجاجي يقسم الضوء الأبيض إلى قوس قزح من الألوان. يكشف طيف اللون للكائن في الفضاء عن معلومات حول تركيبها الكيميائي والمسافة من الأرض.
في نهاية شوطها ، سيكون لـ Spherex أخذ عينات من السماء بأكملها أربع مرات. “سيكون لدينا أطياف من كل نوع من الأشياء السماوية – الكواكب ، النجوم ، المذنبات ، الكويكبات ، المجرات” ، قال الدكتور دوري. “وفي كل مرة ننظر فيها إلى السماء بطريقة مختلفة ، نكتشف ظواهر جديدة.”
تتبع الرياح الشمسية
وفقًا لـ Craig Deforest ، وهو عالم حلزوني في معهد الأبحاث الجنوبية الغربية ، فإن البلازما الساخنة تتدفق بشكل مستمر من غسلنا على كل شيء في النظام الشمسي ، بما في ذلك الولايات المتحدة. إنها الرياح الشمسية.
“نحن لسنا منفصلين عن نجمنا” ، قال. “لقد استحمنا فيه.”
الدكتور Deforest هو الباحث الرئيسي لكمة ، والذي يرمز إلى Polarimeter لتوحيد كورونا والهيليوفيري. ستوضح البيانات التي يتم التقاطها مع اللكمة الحدود التي تنتهي فيها الشمس وتبدأ الرياح الشمسية. ستساعد المهمة التي استمرت عامين أيضًا على التنبؤ بشكل أفضل بالتأثيرات المحتملة للطقس الفضائي ، من انقطاع التيار الكهربائي إلى الأضواء الشمالية المتلألئة.
تركز العديد من المهام الشمسية على مراقبة الجو الخارجي للشمس ، والمعروفة باسم الهورونا. “إنه مثل دراسة البيولوجيا البشرية مع مجهر إلكتروني فقط” ، قال الدكتور Deforest – رائع للنظر في الخلايا ، سيئة للتعلم عن التشريح.
تم تصميم Punch لقياس كل من Corona وشرنقة أوسع للرياح الشمسية التي تحدد نظامنا الشمسي. تتكون المهمة من أربعة أقمار صناعية 140 رطل ، كل منها حول حجم حقيبة.
يحمل أحد الأقمار الصناعية كورونجراف ، والذي سيلتقط صورًا لسيارات الشمس. تم تجهيز الثلاثة الآخرون بكاميرات لالتقاط مناظر أوسع للرياح الشمسية لأنها تغادر الهالة وتتخلل النظام الشمسي.
يحتوي كل قمر صناعي على ثلاثة مرشحات استقطابية ، يمكن من خلالها مرور موجات الضوء فقط في اتجاه معين. هذا مشابه للطريقة التي تمنعها النظارات الشمسية المستقطبة الوهج. من خلال قياس الضوء المستقطب ، سيتمكن العلماء من إعادة بناء موقف وسرعة واتجاه الهورونا والرياح الشمسية في ثلاثة أبعاد.
لأول مرة ، سيكونون أيضًا قادرين على تتبع تطور القذف الكتلي ، والانفجارات العنيفة للمواد الشمسية ، لأنها تشق طريقها إلى الأرض وتسبب الطقس في الفضاء.
شبّه جوزيف ويستليك ، مدير Heliophysics في ناسا ، البيانات التي ستجمعها Punch لقياس البيسبول بعد إلقاؤها من قبل إبريق. أوضح الدكتور ويستليك ، كل شيء حتى تترك الكرة أيديهم ، من خلال مهام مثل مسبار شمسي باركر في ناسا ومرصد ديناميات الطاقة الشمسية.
قال الدكتور ويستليك: “في الواقع ، لكن رؤية الكرة لأنها تنتقل من اليد إلى اللوحة الرئيسية هي لكمة”. “يستغرق الأمر ما نراه في الشمس ويربطه بما نختبره على الأرض.”
