أنهى مشروع ناسا NEOWISE، الذي أعطى علماء الفلك رؤية تفصيلية للأجسام القريبة من الأرض – والتي يمكن أن يضرب بعضها الأرض – مهمته واحترق عند عودته إلى الغلاف الجوي بعد أكثر من عقد من الزمن.
في ليلة صافية، تكون السماء مليئة بالأجسام الساطعة – من النجوم والكواكب الكبيرة والمجرات إلى الكويكبات الصغيرة التي تحلق بالقرب من الأرض. تُعرف هذه الكويكبات عمومًا بالأجسام القريبة من الأرض، وهي تأتي بأحجام متنوعة. بعضها يبلغ عرضه عشرات الكيلومترات أو أكبر، بينما يبلغ عرض البعض الآخر عشرات الأمتار فقط أو أصغر.
في بعض الأحيان، تصطدم الأجسام القريبة من الأرض بالأرض بسرعة عالية – حوالي 10 أميال في الثانية (16 كيلومترًا في الثانية) أو أسرع. وهذا يعادل حوالي 15 مرة سرعة كمامة البندقية. يمكن أن يؤدي التأثير بهذه السرعة إلى إتلاف سطح الكوكب وأي شيء عليه بسهولة.
عادةً ما تكون التأثيرات الناجمة عن الأجسام الكبيرة القريبة من الأرض نادرة على مدار عمر الإنسان النموذجي. لكنها أكثر تكرارًا على نطاق زمني جيولوجي يتراوح بين ملايين ومليارات السنين. أفضل مثال على ذلك قد يكون كويكبًا يبلغ عرضه 6 أميال (10 كيلومترات) اصطدم بالأرض، وقتل الديناصورات وأنشأ حفرة تشيككسولوب منذ حوالي 65 مليون سنة.
تعد التأثيرات الأصغر شائعة جدًا على الأرض، نظرًا لوجود عدد أكبر من الأجسام الصغيرة القريبة من الأرض. إن جهد المجتمع الدولي الذي يسمى الدفاع الكوكبي يحمي البشر من هؤلاء الدخلاء الفضائيين من خلال فهرسة ومراقبة أكبر عدد ممكن من الأجسام القريبة من الأرض، بما في ذلك تلك التي تقترب عن كثب من الأرض. يطلق الباحثون على الأجسام القريبة من الأرض التي يمكن أن تصطدم بالسطح أجسامًا يحتمل أن تكون خطرة.
بدأت ناسا مهمتها NEOWISE في ديسمبر 2013. وكان التركيز الأساسي لهذه المهمة هو استخدام التلسكوب الفضائي من مستكشف المسح بالأشعة تحت الحمراء واسع المجال للكشف عن كثب وتوصيف الأجسام القريبة من الأرض مثل الكويكبات والمذنبات.
ساهمت NEOWISE في جهود الدفاع الكوكبي من خلال أبحاثها لفهرسة الأجسام القريبة من الأرض. على مدى العقد الماضي، ساعدت المدافعين عن الكواكب مثلنا وزملاءنا على دراسة الأجسام القريبة من الأرض.
اكتشاف الأجسام القريبة من الأرض
كانت مهمة NEOWISE بمثابة مهمة غيرت قواعد اللعبة، حيث أحدثت ثورة في كيفية مسح الأجسام القريبة من الأرض.
واصلت مهمة NEOWISE استخدام المركبة الفضائية من مهمة WISE التابعة لناسا، والتي استمرت من أواخر عام 2009 إلى عام 2011 وأجرت مسحًا بالأشعة تحت الحمراء لجميع السماء ليس فقط للكشف عن الأجسام القريبة من الأرض ولكن أيضًا الأجسام البعيدة مثل المجرات.
دارت المركبة الفضائية حول الأرض من الشمال إلى الجنوب، مروراً بالقطبين، وكانت في مدار متزامن مع الشمس، حيث يمكنها رؤية الشمس في نفس الاتجاه مع مرور الوقت. سمح هذا الوضع لها بمسح السماء بأكملها بكفاءة.
يمكن للمركبة الفضائية مسح الأجسام الفلكية والكواكب من خلال الكشف عن التوقيعات التي تنبعث منها في نطاق الأشعة تحت الحمراء المتوسط.
يمكن لعين الإنسان أن تستشعر الضوء المرئي، وهو عبارة عن إشعاع كهرومغناطيسي يتراوح طوله بين 400 و700 نانومتر. عندما ننظر إلى النجوم في السماء بالعين المجردة نرى مكوناتها الضوئية المرئية.
ومع ذلك، يحتوي ضوء الأشعة تحت الحمراء المتوسطة على موجات يتراوح حجمها بين 3 و30 ميكرومتر، وهي غير مرئية للعين البشرية.
عند تسخين الجسم، يقوم بتخزين تلك الحرارة على شكل طاقة حرارية. ما لم يكن الجسم معزولًا حراريًا، فإنه يطلق تلك الطاقة بشكل مستمر على شكل طاقة كهرومغناطيسية، في نطاق الأشعة تحت الحمراء المتوسط.
تحدث هذه العملية، المعروفة باسم الانبعاث الحراري، للأجسام القريبة من الأرض بعد أن تقوم الشمس بتسخينها. كلما كان الكويكب أصغر، كان انبعاثه الحراري أضعف. يمكن للمركبة الفضائية NEOWISE أن تستشعر الانبعاثات الحرارية الصادرة عن الأجسام القريبة من الأرض بمستوى عالٍ من الحساسية، مما يعني أنها تستطيع اكتشاف الكويكبات الصغيرة.
لكن الكويكبات ليست الأجسام الوحيدة التي تنبعث منها الحرارة. يمكن لأجهزة استشعار المركبة الفضائية التقاط الانبعاثات الحرارية من مصادر أخرى أيضًا، بما في ذلك المركبة الفضائية نفسها.
للتأكد من أن الحرارة الصادرة عن المركبة الفضائية لا تعيق البحث، تم تصميم المركبة الفضائية WISE/NEOWISE بحيث يمكنها تبريد نفسها بشكل فعال باستخدام أنظمة التبريد المبردة بالهيدروجين الصلب الحديثة.
مراحل التشغيل
نظرًا لأن معدات المركبة الفضائية كانت بحاجة إلى أن تكون حساسة للغاية لاكتشاف الأجسام البعيدة لـ WISE، فقد استخدمت الهيدروجين الصلب، وهو شديد البرودة، لتبريد نفسها وتجنب أي ضوضاء قد تعبث بحساسية الأجهزة. وفي النهاية نفد سائل التبريد، ولكن ليس قبل أن يكمل WISE أهدافه العلمية بنجاح.
أثناء المرحلة المبردة عندما كانت المركبة الفضائية تبرد نفسها بشكل فعال، عملت عند درجة حرارة حوالي -447 درجة فهرنهايت (-266 درجة مئوية)، وهي أعلى قليلاً من درجة حرارة الكون، والتي تبلغ حوالي -454 درجة فهرنهايت (-270 درجة مئوية). .
استمرت المرحلة المبردة من عام 2009 إلى عام 2011، حتى دخلت المركبة الفضائية في حالة سبات في عام 2011.
بعد فترة السبات، قررت وكالة ناسا إعادة تنشيط المركبة الفضائية WISE في إطار مهمة NEOWISE، مع التركيز بشكل أكثر تخصصًا على اكتشاف الأجسام القريبة من الأرض، وهو ما كان لا يزال ممكنًا حتى بدون التبريد المبرد.
خلال مرحلة إعادة التنشيط هذه، لم تكن أجهزة الكشف بحاجة إلى أن تكون حساسة تمامًا، ولم تظل المركبة الفضائية باردة كما كانت أثناء مرحلة التبريد المبرد، نظرًا لأن الأجسام القريبة من الأرض أقرب من أهداف WISE البعيدة.
وكانت نتيجة فقدان التبريد النشط أن اثنين من أجهزة كشف الموجات الطويلة من بين الأربعة الموجودة على متن الطائرة أصبحت ساخنة للغاية لدرجة أنها لم تعد قادرة على العمل، مما يحد من قدرة المركبة.
ومع ذلك، استخدم NEOWISE كاشفيه التشغيليين للمراقبة المستمرة لكل من الأجسام القريبة من الأرض المكتشفة سابقًا وحديثًا بالتفصيل.
إرث NEOWISE
اعتبارًا من فبراير 2024، التقط NEOWISE أكثر من 1.5 مليون قياس بالأشعة تحت الحمراء لحوالي 44000 جسم مختلف في النظام الشمسي. وشملت هذه حوالي 1600 اكتشاف للأجسام القريبة من الأرض. قدمت NEOWISE أيضًا تقديرات تفصيلية لحجم أكثر من 1800 جسم قريب من الأرض.
على الرغم من مساهمات المهمة في العلوم والدفاع الكوكبي، فقد تم إخراجها من الخدمة في أغسطس 2024. وبدأت المركبة الفضائية في النهاية في السقوط نحو سطح الأرض، حتى عادت إلى الغلاف الجوي للأرض واحترقت في 1 نوفمبر 2024.
أعطت مساهمات NEOWISE في صيد الأجسام القريبة من الأرض للعلماء رؤى أعمق بكثير حول الكويكبات المحيطة بالأرض. كما أنها أعطت العلماء فكرة أفضل عن التحديات التي سيتعين عليهم التغلب عليها لاكتشاف الأجسام الخافتة.
إذًا، هل عثر NEOWISE على جميع الأجسام القريبة من الأرض؟ الجواب هو لا. لا يزال معظم العلماء يعتقدون أن هناك عددًا أكبر بكثير من الأجسام القريبة من الأرض التي لا تزال بحاجة إلى التعرف عليها، وخاصةً الأصغر منها.
لمواصلة إرث NEOWISE، تخطط ناسا لمهمة تسمى NEO Surveyor. سيكون NEO Surveyor عبارة عن تلسكوب فضائي من الجيل التالي يمكنه دراسة الكويكبات الصغيرة القريبة من الأرض بمزيد من التفصيل، وذلك بشكل أساسي للمساهمة في جهود الدفاع الكوكبي التي تبذلها وكالة ناسا. وسوف يحدد مئات الآلاف من الأجسام القريبة من الأرض التي يصل عرضها إلى حوالي 33 قدمًا (10 أمتار). ومن المقرر إطلاق المركبة الفضائية في عام 2027.
تم إعادة نشر هذا المقال من The Conversation، وهي منظمة إخبارية مستقلة غير ربحية تقدم لك حقائق وتحليلات جديرة بالثقة لمساعدتك على فهم عالمنا المعقد. كتب بواسطة: توشي هيراباياشي، معهد جورجيا للتكنولوجيا و يايجي كيم، جامعة ميريلاند
اقرأ المزيد:
توشي هيراباياشي هو جزء من العديد من فرق المهام الكوكبية مع وكالة ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية وجاكسا من خلال معهد جورجيا للتكنولوجيا.
لا يعمل Yaeji Kim لدى أي شركة أو مؤسسة أو يستشيرها أو يمتلك أسهمًا فيها أو يتلقى تمويلًا منها قد تستفيد من هذه المقالة، ولم يكشف عن أي انتماءات ذات صلة بعد تعيينه الأكاديمي.