رادار فضاء جديد يصطاد الكويكبات التي تهدد الكوكب

رادار فضاء جديد يصطاد الكويكبات التي تهدد الكوكب

عندما يرمي رامي بيسبول كرة سريعة ، تنبثق السرعة على جامبوترون بفضل الرادار. هذه التقنية مفيدة أيضًا للتحكم في الحركة الجوية ، ومصائد السرعة على الطرق السريعة والتنبؤ بالطقس – وهي ليست مخصصة لكوكب الأرض. استخدم علماء الفلك الرادار لاستكشاف الكواكب والكويكبات من حولنا ، وقياس سرعتها أثناء دورانها حول الشمس وتصوير تفاصيل سطحها. تعد أداة جديدة بتكثيف هذه العلامة التجارية من العلوم من خلال تقديم قدرات رادار فلكية أكثر تفصيلاً من أي وقت مضى. أصدر الفريق الذي يقف وراء نظام رادار رائد في تلسكوب جرين بانك في ويست فيرجينيا نتائجهم الأولى الشهر الماضي في الاجتماع 241 للجمعية الفلكية الأمريكية ، وكشفوا عن تفاصيل غير مسبوقة عن القمر والكشف عن كويكب قريب من الأرض . يقول فلورا باجانيلي ، عالِم المشروع في قسم الرادار بالمرصد الراديوي الفلكي الوطني (NRAO) ، إن نظام الرادار الجديد للتلسكوب ، المسمى Next Generation Radar ( ngRADAR ) ، “أنتج نتائج تفوق التوقعات” .

ترسل أنظمة الرادار موجات راديو ترتد بعد ذلك عن الأجسام القريبة. عندما تعود الموجات إلى الكاشف ، فإنها تصل في أوقات مختلفة ، اعتمادًا على المسافة التي قطعتها. باستخدام هذه المعلومات ، يمكن للعلماء إعادة بناء صورة للجسم أو قياس سرعته. على الرغم من أن أجهزة الرادار الخاصة بنا على الأرض غالبًا ما تكون محمولة باليد ، إلا أن إصدارًا مكثفًا وأكثر قوة – في هذه الحالة ، تلسكوب راديوي ضخم – يمكنه إرسال موجاته إلى ما وراء كوكبنا ، ومشاهدة الكويكبات بدلاً من كرات القاعدة.

يستخدم نظام ngRADAR تلسكوب جرين بانك كهوائي إرسال ضخم ، ويستخدم مجموعة خط الأساس الطويل جدًا للتلسكوبات الراديوية المنتشرة في جميع أنحاء الولايات المتحدة وهاواي وجزر فيرجن كمستقبل بعرض أميال. يحتوي Green Bank على طبق قطره 100 متر – يعادل مرآة تلسكوب راديوي – مما يجعله أكبر هوائي قابل للتوجيه على الأرض ، وهو مناسب بشكل فريد لهذه الوظيفة.

لاختبار النظام الجديد ، اتجه فريق ngRADAR نحو القمر لتصوير  موقع هبوط أبولو و Tycho Crater . يقول باجانيلي إن هذه هي “الصور ذات الدقة الأعلى التي تم التقاطها على الإطلاق للقمر من نظام قائم على الأرض”. إنها تكشف عن ميزات بحجم المتر ومن المرجح أن تكون ذات أهمية كبيرة لعلماء القمر.

يقول باتريك تايلور ، رئيس قسم الرادار في NRAO ومرصد جرين بانك: “كانت القدرة على رؤية جيولوجيا السطح المتميزة على أرضية فوهة تايكو من الأرض مذهلة للغاية”. “سيكون من المثير للاهتمام أن نرى كيف يمكن لعلماء الكواكب الاستفادة من هذه المعلومات.”

نجح الفريق أيضًا في اكتشاف كويكب بعيدًا عن القمر بخمس مرات باستخدام طاقة أقل من فرن الميكروويف العادي. بالإضافة إلى ذلك ، ترسل الأداة الجديدة عبر النطاق Ku ، ترددًا أعلى لموجات الراديو من الذي تستخدمه رادارات الكواكب الأخرى. يوضح إدجارد ريفيرا فالنتين ، عالم الكواكب في جامعة جونز هوبكنز التطبيقية مختبر الفيزياء ، الذي لم يشارك في مشروع ngRADAR.

يعد تتبع الكويكبات متعة كبيرة لعلماء الكواكب ، الذين يبحثون عن قطع الصخور هذه بحثًا عن أدلة على ماضي نظامنا الشمسي ، كما أنه مهم أيضًا للبشرية. أفضل فرصة لدينا لحماية أنفسنا من الكويكبات المرتبطة بالأرض هي من خلال اكتشافها مبكرًا والتعرف على خصائصها ، مثل حجمها وكثافتها. يقول تيلور: “كلما عرفنا عن الخطر مبكرًا وكلما عرفنا المزيد عن الشيء ، كان بإمكاننا معالجة الموقف بشكل أفضل”.

يأتي نظام ngRADAR عبر الإنترنت في وقت حرج بشكل خاص للدفاع الكوكبي وعلم الفلك الراديوي. بعد الانهيار الكارثي لمرصد أريسيبو الشهير في بورتوريكو ، لم يتبق سوى مرفق رادار نشط واحد آخر في علم الفلك: رادار جولدستون للنظام الشمسي التابع لناسا ، وهو جزء من شبكة الفضاء العميق ،التي تتواصل مع المركبات الفضائية عبر النظام الشمسي. يُعد وضع كل بيض البشرية في سلة غولدستون خطوة محفوفة بالمخاطر بشكل خاص ، خاصةً لأنها “عانت مؤخرًا من فشل دام 18 شهرًا ، مما تركنا بدون قدرة دفاعية أساسية للكواكب لفترة طويلة من الزمن ،” كما يقول عالم الكواكب جان لوك مارجوت من جامعة كاليفورنيا ، لوس أنجلوس. يساعد نظام ngRADAR على سد الفجوة التي خلفتها Arecibo ويكمل منشأة Goldstone الحالية ، مما يعزز خطوط الدفاع البشرية.

والنتائج الأولى لـ ngRADAR ليست سوى البداية. يعمل فريق المشروع على تحسين التصميم الأولي وتصوره باعتباره العمود الفقري لعلم الفلك الراديوي لسنوات عديدة قادمة. يقول ستيفن ويلكينسون ، المهندس في شركة Raytheon Technologies ، التي قامت ببناء نظام ngRADAR: “التكنولوجيا موثوقة للغاية وستسمح بالتشغيل المستمر لسنوات”.

يخطط الفريق أيضًا لتسخير قدرات التوسعة القادمة لصفيف كبير جدًا ، المعروف باسم ngVLA ، والذي سيجعل ngRADAR الرادار الكوكبي الأكثر تطورًا في التاريخ خلال العقد المقبل. يقول مارغو: “في هذا التكوين المستقبلي ، سيتجاوز النظام حساسية Arecibo ويسمح بالكشف عن مسافات أكبر”.