يطور العلماء الأوروبيون مفهومًا للتلسكوب الراديوي القابل للنفخ يمكن أن يقدم علومًا رائدة على القمر.
تستند الفكرة إلى دراسة جدوى حديثة قام بها مهندسون في وكالة الفضاء الأوروبية (وكالة الفضاء الأوروبية) ، تقترح مجموعة من الهوائيات الراديوية المطبوعة على مادة الكابتون ذات الغطاء الفضائي الخفيف والتي من شأنها أن تنتقل إلى القمر مطوية داخل المخطط وحدة لوجستية أوروبية كبيرة، المعروف أيضًا باسم Argonaut.
“تقوم بطي النظام ، ثم تدفع الغاز بداخله وتقوم بنفخه. إنه مثل فراش قابل للنفخ على سطح القمر” ، هذا ما قاله مارك كلاين وولت ، عالم الفلك الراديوي بجامعة رادبود في نيميغن بهولندا ، والذي يقود وكالة الفضاء الأوروبية ESA Astrophysical Lunar فريق علوم المرصد ، قال في علم الفلك من مؤتمر القمر في لندن في وقت سابق من هذا العام.
متعلق ب: تريد الصين إطلاق مجموعة تلسكوب تدور حول القمر بحلول عام 2026
يهتم علماء الفلك ببناء أ تلسكوب لاسلكي على الجانب الآخر من القمر، حيث أن المنطقة خالية من ضوضاء الراديو الناتجة عن التكنولوجيا على أرض. على عكس الأرض ، ليس للقمر غلاف جوي يمتص موجات الراديو ، مما يجعله مكانًا مناسبًا لاكتشافها. بالإضافة إلى ذلك ، خلال ليلة القمر التي تستمر أسبوعين ، يكون الجانب الآخر من القمر محميًا أيضًا من قعقعة الراديو الشمس. قال كلاين وولت إن كل هذه العوامل مجتمعة تجعل القمر “المكان الأكثر هدوءًا لاسلكيًا في النظام الشمسي”.
لذلك فإن وضع تلسكوب في هذه المنطقة سيكون قادرًا على اكتشاف الإشارات التي لا يمكن دراستها من سطح الأرض. وبعض هذه الإشارات ثمينة إلى حد ما ، حيث يمكنها أن تسمح لعلماء الفلك بإلقاء نظرة خاطفة على بضع مئات الملايين من السنين الأولى في حياة كون قبل الأول النجوم و المجرات بدأت تتشكل.
نوع الإشارة التي سيبحث عنها التلسكوب القمري هو ما يسميه علماء الفلك خط الانبعاث 21 سم الذي ينتجه الهيدروجين الذري ، والذي تغلغل في الكون في مئات الملايين من السنين الأولى بعد الانفجار العظيم. يكون الإشعاع الذي تنبعث منه ذرات الهيدروجين في البداية في نطاق الموجات الدقيقة لـ المجال الكهرومغناطيسي، ولكن نظرًا لأن علماء الفلك سيبحثون عنها في أبعد مناطق الكون ، فإنهم سيبحثون عن موجات راديو طويلة يصعب رصدها. هذا لأن تأثير الانزياح الأحمر بسبب تسريع توسع الكون امتدت تلك الموجات الدقيقة قبل أن تصل إلينا.
قال كلاين وولت: “للبحث عن هذا النوع من الإشعاع ، عليك أن تذهب إلى الجانب البعيد من القمر حتى تمنع الإشعاع الذي ننتجه بأنفسنا وليس لديك غلاف جوي”. “بعد ذلك يمكنك رسم خريطة للهيدروجين وتتبعه لأنه يشكل الهياكل الأولى في الكون. يمكنك إلقاء نظرة على الانزياحات الحمراء المختلفة وإنشاء خرائط للكون في لحظات معينة من الوقت ورؤية كل شيء يتطور.”
يطلق علماء الفلك على هذه الفترة الغامضة في تاريخ الكون العصور المظلمة والفجر الكوني. ولا حتى المشاهير تلسكوب جيمس ويب الفضائيالتي أثبتت صلاحياتها في المراقبة أقدم المجرات، يمكن أن نرى ذلك بعيدًا.
وبالتالي ، فإن التلسكوب الموجود على الجانب الآخر من القمر مدرج في قائمة الأشياء الكبيرة القادمة المحتملة في علم الفلك والتي تفكر فيها وكالات الفضاء العالمية حاليًا. لكن مثل هذا المشروع يطرح العديد من التحديات. بادئ ذي بدء ، لم تكن التكنولوجيا موجودة حتى الآن والتي من شأنها أن تمكن البشر من نقل عشرات أو مئات من الهوائيات الراديوية إلى القمر بكفاءة.
لذلك ، حللت دراسة جدوى وكالة الفضاء الأوروبية كيف يمكن استخدام مركبة الهبوط القمرية Argonaut ، التي يُتوقع حاليًا أن تقوم بزيارتها الأولى إلى القمر في حوالي عام 2030 ، لنشر مثل هذه المجموعة.
مع قدرة تحمل 1.5 طن متري (1.67 طن) ، تم تصميم Argonaut لتتناسب مع انسيابية صاروخ أريان 6 الثقيل المتأخر في أوروبا، والتي قد تقوم برحلتها الأولى في وقت لاحق من هذا العام. وجدت الدراسة أن Argonaut يمكن أن يسلم بشكل مريح مجموعة من 16 هوائيًا لاسلكيًا قياسيًا إلى القمر دفعة واحدة ، لكن كلاين وولت قال إن ذلك لن يكون كافياً لتوفير الحساسية والدقة اللازمتين لدراسة العصور المظلمة بتفاصيل كافية. ومن هنا جاءت محاولة تطوير مصفوفة قابلة للنفخ يمكن أن تشتمل على عدد أكبر من الهوائيات بكتلة أقل بكثير.
“يمكننا التفكير في وجود الأجهزة الإلكترونية على الجانب الآخر [of the antenna] مطبوعة كذلك ؛ قال كلاين وولت: “يمكننا حتى التفكير في طباعة الألواح الشمسية بين المساحات المفتوحة الكبيرة.” لذلك لدينا عملية نشر واحدة ، وتصبح كبيرة إلى حد ما. لدينا 32 في 32 عنصرًا ، ربما أكبر ، ونستخدم المسبار كوحدة مركزية ، لذلك كل شيء متصل هناك بمركب الهبوط “.
قصص ذات الصلة:
– ناسا تمول اقتراح بناء تلسكوب على الجانب البعيد من القمر
– هل سيبحث رواد فضاء أرتميس عن الحياة على القمر؟
– يمكن أن يقدم الجانب البعيد للقمر رؤية للكون أعمق من تلسكوب جيمس ويب الفضائي
يعمل الفريق الأوروبي حاليًا على نماذج أولية للهوائيات يمكن اختبارها مباشرة على القمر في المستقبل لمساعدة العلماء على فهم كيفية تأثير البيئة القمرية المتربة على أدائهم.
قال كلاين وولت: “لدينا عدة خيارات لبناء نماذج أولية واختبارها”. “هذا ما نعمل عليه اليوم. لا يجب أن يكون كذلك [tested] على الجانب البعيد؛ يمكن أن تكون مهمة قريبة ، مثل أبولو البعثات. هناك الكثير من الخيارات التي يمكننا استكشافها “.
هناك خطط أخرى أكثر تواضعًا وقصيرة المدى للرصدات الفلكية من سطح القمر. يتصور العلماء الصينيون ، على سبيل المثال ، كوكبة صغيرة من الأقمار الصناعية تدور حول خط الاستواء للقمر ، وتقوم بقياسات لاسلكية على الجانب البعيد وترسل البيانات إلى الأرض من الجانب المواجه للكوكب. يقولون إنهم قد يكونون قادرين على إطلاق هذه المهمة في عام 2026. التجربة الليلية الكهرومغناطيسية للسطح القمري بقيادة ناسا قد تقوم مهمة مستكشف المسار (LuSEE-Night) بإجراء القياسات الأولية لإشارة العصور المظلمة من سطح القمر حتى قبل ذلك بقليل ، في عام 2025.