اولین فضاپیمای بادبانی برای شکار سیارک‌های خطرناک!

فرارو- آژانس فضایی ایالات متحده، ناسا، قرار است به زودی فضاپیمای بدون سرنشین آرتمیس ۱ را که یک فضاپیمای کوچک ویژه را درون خود جای داده، به فضا پرتاپ کند. این فضاپیمای کوچک که ابعادی به اندازه یک جعبه کفش دارد، NEA Scout است که قرار است برای اولین بار یک سیارک کوچک به اندازه یک اتوبوس را تعقیب کند.

به گزارش فرارو، این اولین باری است که یک فضاپیما به طور اختصاصی قرار است سیارک‌های کوچک را که در اطراف زمین در حال حرکت هستند رصد کند. اما فضاپیمای NEA Scout ناسا از روشی بسیار خاص برای رسیدن به این سیارک بهره می‌برد؛ زیرا با باز کردن یک بادبان برای مهار تابش خورشیدی، نیروی محرکه لازم برای رسیدن به سیارک را بدست خواهد آورد که آن را به اولین ماموریت فضایی آژانس در نوع خود بدل خواهد کرد.

هدف این فضاپیما، ۲۰۲۰ GE، یک سیارک نزدیک به زمین (NEA) است که اندازه آن کمتر از ۶۰ فوت (۱۸ متر) است. سیارک‌های کوچکتر از ۳۳۰ فوت (۱۰۰ متر) قبلا هرگز از نزدیک کاوش نشده بودند. این فضاپیما از دوربین علمی خود برای مشاهده دقیق‌تر استفاده می‌کند و اندازه، شکل، چرخش و ویژگی‌های سطح جسم را اندازه‌گیری می‌کند و در عین حال به دنبال گرد و غبار و زباله‌هایی خواهد بود که ممکن است GE ۲۰۲۰ را احاطه کرده باشد.

از آنجایی که دوربین این فضاپیما دارای وضوح کمتر از ۴ اینچ (۱۰ سانتی‌متر) در هر پیکسل است، تیم علمی ماموریت قادر خواهد بود تعیین کند که آیا GE ۲۰۲۰ مانند یک تخته سنگ جامد است یا از سنگ‌های کوچکتر و گرد و غبار تشکیل شده است که در کنار هم قرار گرفته‌اند. جولی کاستیلو-روگز، محقق اصلی علمی این ماموریت در آزمایشگاه رانش جت ناسا در جنوب کالیفرنیا گفت: به لطف اکتشافات NEA‌ها توسط رصدخانه‌های مستقر در زمین، چندین هدف برای NEA Scout شناسایی شد که همگی در محدوده ۱۶ تا ۱۰۰ فوت (۵ تا ۳۰ متر) هستند. با این حال، GE ۲۰۲۰ کلاسی از سیارک‌ها را نشان می‌دهد که در حال حاضر اطلاعات کمی درباره آن داریم.»

سیارک ۲۰۲۰ GE برای اولین بار در ۱۲ مارس ۲۰۲۰ توسط تلسکوپ نقشه برداری آسمان کاتالینا دانشگاه آریزونا، به عنوان بخشی از پروژه جستجوی اشیاء نزدیک به زمین برای دفتر هماهنگی دفاع سیاره‌ای ناسا، مشاهده شد. فضاپیمای NEA Scout که تحت برنامه سیستم‌های اکتشافی پیشرفته ناسا توسط مرکز پرواز فضایی مارشال در هانتسویل، آلاباما و JPL توسعه یافته، یک مأموریت نمایش علم و فناوری است که درک آژانس از NEA‌های کوچک را افزایش می‌دهد. این فضاپیمای کوچک بر روی موشک قدرتمند سیستم پرتاب فضایی (SLS) سوار خواهد شد تا اندکی پیش از مارس ۲۰۲۲ از مرکز فضایی کندی ناسا در فلوریدا راهی مأموریت خود در فضا شود.

این ماموریت به عنوان یک پیشاهنگ برای ماموریت‌های انسانی و روباتیک آینده عمل می‌کند که قرار است بینش‌های مهم دفاع سیاره‌ای را در مورد این کلاس از NEA به دست آورد. جولی کاستیلو-روگز می‌گوید: «اگرچه سیارک‌های بزرگ از دیدگاه دفاع سیاره‌ای بیشترین نگرانی را دارند، اما اجرامی مانند GE ۲۰۲۰ به تعداد بسیار بیشتری در اطراف سیاره ما هستند که علیرغم اندازه کوچک‌ترشان می‌توانند برای سیاره ما خطرآفرین باشند.» برای مثال، شهاب چلیابینسک توسط یک سیارک کوچکی به قطر حدود ۶۵ فوت (۲۰ متر) ایجاد شد. این شهاب سنگ در ۱۵ فوریه ۲۰۱۳ بر فراز شهر روسیه منفجر شد و موجی ضربه‌ای ایجاد کرد که پنجره‌های سراسر شهر را شکست و بیش از ۱۶۰۰ نفر را مجروح کرد. این رخداد در واقع توسط همان کلاس NEA‌ها که در اندازه GE ۲۰۲۰ هستند، ایجاد شد.

کسب اطلاعات بیشتر در مورد سیارک ۲۰۲۰ GE تنها بخشی از مأموریت NEA Scout است. برای چنین عملیاتی، این فضاپیما از فناوری بادبان خورشیدی برای حرکت در اعماق فضا استفاده خواهد کرد. وقتی فضاپیما پس از پرتاب از مشوک حامل خود رها شد، از بوم‌های آلیاژی فولاد ضد زنگ برای باز کردن بادبان خورشیدی استفاده می‌کند که از یک بسته کوچک، بادبانی به اندازه یک زمین راکتبال یا ۹۲۵ فوت مربع (۸۶ متر مربع) خارج خواهد کرد. این بادبان آینه‌مانند که از آلومینیوم با روکش پلاستیکی نازک‌تر از موی انسان ساخته شده است، با بازتاب فوتون‌های خورشیدی، نیروی رانش ایجاد می‌کند. بادبان بیشتر نیروی محرکه NEA Scout را تامین می‌کند، اما رانشگر‌های کوچک گاز سرد با منبع محدود نیز به مانور‌ها و جهت گیری کمک می‌کنند.

قبل از عملی کردن این ایده، یک پرسش بزرگ مطرح بود؛ آیا واقعاً می‌توانیم از یک فضاپیمای کوچک برای انجام مأموریت‌های فضایی عمیق و تولید علم با هزینه کم استفاده کنیم؟ لس جانسون، محقق اصلی فناوری این ماموریت گفت. «این یک چالش بزرگ بود. برای مأموریت‌های مشخص‌سازی سیارک‌ها، فضای کافی برای قرار دادن سیستم‌های رانش بزرگ و سوخت مورد نیاز، وجود ندارد. اما نور خورشید به عنوان یک منبع انرژی پایدار وجود دارد؛ بنابراین یک فضاپیمای کوچک مجهز به بادبان خورشیدی بزرگ در نهایت می‌تواند مایل‌ها مسافت را در ثانیه طی کند.» به گفته جانسون، بادبان‌های خورشیدی یک سیستم پیشرانه با کارایی بالا را برای فضاپیما‌های کم جرم و کم حجم فراهم می‌کنند. NEA Scout با واژگونی و کج کردن بادبان خود زاویه تابش نور خورشید را تغییر دهد تا میزان رانش و جهت حرکت را تغییر می‌دهد. درست مشابه نحوه استفاده یک قایق از باد برای حرکت در دریا.

در سپتامبر ۲۰۲۳، سیارک ۲۰۲۰ GE به نزدیکی زمین خواهد رسید. در همین زمان NEA Scout با کمک گرانش ماه، سرعت کافی برای رسیدن به این سیارک را خواهد داشت. ناوبر‌های این ماموریت در زمین، مسیر NEA Scout را تا یک مایلی سیارک هدایت خواهند کرد. جولی کاستیلو-روگز می‌گوید: «در این زمان، ۲۰۲۰ GE با سرعت نسبی کمتر از ۱۰۰ فوت (۳۰ متر) در ثانیه، احتمالاً کندترین پرواز سیارکی خود را خواهد داشت. این چند ساعت به ما فرصت می‌دهد تا دانش ارزشمندی را جمع آوری کنیم و به ما امکان می‌دهد تا ببینیم سیارک‌های این کلاس از نزدیک چه شکلی هستند.»

NEA Scout همچنین زمینه را برای استفاده از بادبان‌های خورشیدی آینده فراهم می‌کند. سیستم بادبان‌های خورشیدی پیشرفته ناسا زمینه را برای استفاده از فضاپیما‌های کوچکتر و کم هزینه‌تر فراهم می‌کند. پس از این مأموریت، فضاپیمای Solar Cruiser نیز در برنامه پرتاب قرار می‌گیرد که یک فناوری بادبان خورشیدی به مساحت ۱۸۰۰۰ فوت مربع (نزدیک به ۱۷۰۰ متر مربع)، برای سفر به سمت خورشید در سال ۲۰۲۵ استفاده خواهد کرد. این مأموریت‌های ما را قادر می‌سازد تا آب و هوای فضا را بهتر نظارت کنیم و خطر‌های احتمالی برای سیاره زمین را زودتر از قبل شناسایی کنیم.

منبع: scitechdaily

ترجمه: مصطفی جرفی-فرارو