عند الشراء من خلال روابط على مقالاتنا ، قد يكسب المستقبل وشركاء المشاركة في العمولة.
لقرون ، كان استكشاف الكواكب الخارجية تحديًا لعلماء الفلك. . | الائتمان: مكتبة صور فوتوستوك إسرائيل/علوم عبر غيتي إيم.
صمم المهندسون مسبار راديو مضغوط يعمل بالبطارية يمكن أن يساعد في إلغاء تأمين أسرار الكواكب الغريبة.
إن التحقيق الصغير المقترح ، والمعروف باسم مراقب راديو التصوير الجاذبية (GIRO) ، سيستخدم حقول الجاذبية لتعيين الديكورات الداخلية وتراكيب الكواكب الكواكمية والهيئات السماوية الأخرى بدقة.
وقال ريان بارك ، المهندس الرئيسي في ناسا ومشرف مجموعة ديناميات النظام الشمسي في مختبر الدفع الرباعي ، لـ Space.com في رسالة بالبريد الإلكتروني: “Giro عبارة عن مسبار راديو صغير يعكس إشارات الراديو المرسلة من المركبة الفضائية المضيفة التي حملتها وأصدرتها”.
صمم بارك وزملاؤه جيرو لقياس الاختلافات الدقيقة في حقول الجاذبية من الكواكب والأقمار والكويكبات. وصفوا مفهوم التحقيق الجديد في ورقة نشرت في 29 مايو في مجلة العلوم الكوكبية.
وقال بارك: “بما أن المسبار والمركبة الفضائية المضيفة (أو يطير بجانب) جسم مستهدف معًا في التكوين ، أو الاختلافات ، أو” الكتل “، في حقل الجاذبية في الجسم ، يتسبب في تغييرات صغيرة جدًا في مدارات كل من المسبار والمشروبات الفضائية المضيفة”. “يمكن قياس هذه التغييرات باستخدام تأثير دوبلر في إشارات الراديو.”
من خلال تحليل توقيعات دوبلر هذه ورسم خرائط حقول الجاذبية هذه بدقة عالية ، يمكن للباحثين استنتاج الهيكل الداخلي وديناميات الكواكب والأقمار وغيرها من الهيئات السماوية. تساعد هذه البصيرة في الإجابة على الأسئلة الأساسية حول كتلتها ، وكثافة ، وتركيبها ، وتاريخ التكوين ، وإمكانية النشاط الجيولوجي أو البركاني-مما يجعل Giro أداة قوية وعالية الدقة لمهام استكشاف الفضاء المستقبلية.
مفهوم الفنان لتشكيلة الكواكب ، يضم خمسة من الكواكب الخارجية التي قد تكون مشابهة للأرض: (من L إلى R) Kepler-22b ، Kepler-69C ، Kepler-452B ، Kepler-62F و Kepler-186F ، مع الأرض على اليمين المتطرف. مع تحقيقات أكثر تقدمًا ، قد يكون العلماء قادرين على معرفة المزيد عن العوالم الغريبة مثل هذه. | الائتمان: NASA/AMES/JPL-Caltech
وقال بارك: “سيكون جيرو مفيدًا بشكل خاص-وحتى ضروري-للمشاكل التي تتطلب استرداد حقول الجاذبية عالية الدقة ، واستكشاف البيئات المحفوفة بالمخاطر ، و/أو المواقف ذات فرص الحصول على البيانات المحدودة”.
تعد بيانات الجاذبية عالية الدقة أمرًا بالغ الأهمية في المواقف التي تكون فيها إشارة الجاذبية باهتة ، مثل تحديد كتلة الكويكب الصغيرة أو اكتشاف التغييرات في مجال الجاذبية لقمر الكوكب مع مرور الوقت.
“تشير البيئات المحفوفة بالمخاطر إلى الأماكن التي يصعب فيها إجراء تحدي عمليًا أو مدارات ،” أوضح بارك. ومن الأمثلة الجيدة على البيئة المعقدة والخطيرة التي تشكلها حلقات أورانوس. وأضاف “ينطبق الحصول على البيانات المحدودة على الحالات التي لا يمكن فيها سوى حفنة من Flybys أو فترة قصيرة من المدارات مجدية”.
يمكن أن تساعد الدقة العالية في التحقيق التي تعمل بالبطاريات التي تعمل بالبطارية ، وتكلفة منخفضة وقدرة على حمل تحقيقات متعددة مرة واحدة في حل هذه المشكلات الصعبة.
وقال بارك: “بالمقارنة مع التتبع الإشعاعي الأساسي التقليدي ، من المتوقع أن يوفر جيرو دقة أفضل من 10 إلى 100 مرة”. “هذا المستوى من الدقة مهم لعلوم الكواكب لأنه يسمح برسم خرائط أكثر تفصيلاً لحقول الجاذبية ، ويكشف عن ميزات خفية للهيكل الداخلي للكوكب أو القمر.”
أورانوس ، حلقاتها واثنين من أقمارها ، ميراندا وأرييل ، كما يراها تلسكوب هابل الفضائي. | الائتمان: العلوم: ناسا ، وكالة الفضاء الأوروبية ، STSCI ، كريستيان سوتو (STSCI). معالجة الصور: جوزيف ديباسكيل (STSCI)
من خلال مطابقة القدرات الأساسية للبعثات السابقة مثل Grail ، يمكن لـ Giro خفض التكاليف والتعقيد باستخدام مكونات الراديو الخفيفة الوزن المنخفضة مع تقديم قياسات دقيقة للجاذبية ، وفقًا لما ذكره Park.
وأوضح أن “يمكن إجراء” علم الجاذبية يمكن إجراء جزء من مهام الاستكشاف الأوسع بدلاً من طلب مركبة فضائية مخصصة “.
بالإضافة إلى ذلك ، قد يفتح Giro الباب أمام استكشاف الأجسام السماوية الصغيرة وأنظمة الكواكب النائية التي قد تؤدي إلى تعزيز فهمنا لكيفية تشكيل الكواكب وتتطور وما إذا كانت قد تؤوي الظروف مدى الحياة.
يأتي تصميم تجربة Giro Gravity مع مجموعة التحديات الخاصة بها ، والتي تدور معظمها حول كيفية التخطيط للمهمة. للحصول على بيانات دقيقة ، يجب تحرير المجسات في المدارات التي تم اختيارها بعناية والتي لا تسمح فقط لقياسات الجاذبية الدقيقة ولكن أيضًا الحفاظ على اتصال راديو قوي مع المركبة الفضائية الرئيسية.
بالنسبة لمهام المخطط الخارجي ، ستكون تحقيقات Giro تعمل بالطاقة البطارية ، لذلك يجب إكمال جميع القياسات قبل استنفاد البطاريات بعد 10 أيام. ومع ذلك ، بالنسبة للبعثات القريبة من الشمس ، هناك خيار لإعادة شحن البطاريات باستخدام ضوء الشمس.
قصص ذات صلة
– الروبوتات الرائحة ، والأقمار الصناعية الانصهار وأكثر! يمكن لدراسات جديدة تمولها ناسا في يوم من الأيام أن “يغير ما هو ممكن”
-تتضمن مجموعة NASA الجديدة من أفكار Wild Space Tech مفهوم عينة Titan والمزيد
– هذه الكواكب الخارجية المتطرفة الخارقة هي خارج هذا العالم
علاوة على ذلك ، يجب أن تتوافق مدارات التحقيق لقواعد حماية الكواكب الصارمة ، بما في ذلك المدة التي يبقى فيها في المدار وكيفية التخلص منها بأمان بعد ذلك لتجنب تلويث عوالم أخرى.
وفقًا لـ Park ، يمكن دمج Giro من الناحية الفنية في مهمة كوكبية في غضون سنة إلى ثلاث سنوات. على الرغم من أن القيود الميزانية والسياسية ستؤثر على هذا الجدول الزمني.
وقال بارك: “إن أهم المعالم قبل التكامل تتضمن بناء واختبار نماذج أولية تشبه الطيران في البيئات التي تحاكي عن كثب ظروف المهمة الفعلية”. “بمجرد الوفاء بهذه المعالم ويتم تحديد فرصة مهمة ، يمكن دمج جيرو في الحمولة الحمولة للمهام القادمة ، مثل تلك التي تستهدف الكويكبات أو الأقمار أو الكواكب الخارجية.”