ليزا باثفايندر: من موجات الجاذبية إلى غبار الفضاء

LISA Pathfinder ، مهمة اختبار التكنولوجيا لجهاز كشف موجة الجاذبية في المستقبل ، تبين أنها صياد جيولوجي دقيق بشكل مدهش.

تصور فنان لـ LISA Pathfinder في الفضاء.

في بعض الأحيان ، يمكن أن يكون للبعثات الفضائية فوائد ثانوية مفاجئة. إن وضع الأشياء في الفضاء مهمة مكلفة وطويلة ، ويميل الباحثون والباحثون إلى البحث عن طرق مبتكرة للحصول على أقصى استفادة من المهام القليلة التي تتجاوزه مرحلة المقترحات وخارج منصة الإطلاق. الآن ، تبحث ناسا في مثل هذا الاحتمال: استخدام مهمة LISA Pathfinder التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية لأخذ عينات من ميكروميتورويد في بيئة الفضاء المحلية للطائرة.

يقول إيرا ثورب (مركز ناسا غودارد لرحلات الفضاء) في بيان صحفي صدر مؤخراً "لقد أظهرنا أن لدينا تقنية جديدة وأنها تعمل". "الخطوة التالية هي تطبيق هذه التقنية بعناية على مجموعة بياناتنا كاملة وتفسير النتائج"

ليزا باثفايندر: متظاهر الموجة الجاذبية

تم تصميم ليزا باثفايندر ليس كمهمة علمية في حد ذاتها ، بل كمظاهرة تكنولوجية رئيسية لما سيطير في النهاية في مهمة فضائية ذات موجة جاذبية واسعة النطاق. على متن باثفايندر ، يطفو مكعبان بحجم 2 كجم (4.4 رطل) من الذهب والبلاتين في السقوط الحر ، بلا حراك تقريبًا فيما يتعلق ببعضهما البعض.

في هذا الرسم التوضيحي الرمزي ، يقيس eLISA (هوائي الفضاء المتداخل بالليزر المتطور) تموجات طفيفة في الزمان والمكان من خلال اندماج الثقب الأسود بمليارات من السنوات الضوئية. ستتألف eLISA من ثلاث محطات على بعد 5 ملايين كيلومتر ، تتخلى عن الأرض في مدار شمسي وترتبط بعوارض الليزر التي تراقب أدنى التغييرات في فصلها.
NASA

في النهاية ، ستوظف مهمة eLISA (هوائي الفضاء المتطور بالليزر المتطور) ثلاث نسخ مجانية من LISA Pathfinder في شكل ثلاثي ، كل مركبة فضائية على بعد 5 ملايين كيلومتر من الاثنين الأخريين. سوف يعمل الهيكل بأكمله - أكبر من مدار القمر - كمقياس تداخل ، حيث يكتشف أدنى حركات تقوم بها المكعبات استجابة لموجات الجاذبية.

لقد أديت التجربة بالفعل بشكل مثير للإعجاب خلال مهمتها الأولية التي استمرت ستة أشهر ، مما يدل على حساسية أفضل بخمس مرات من الحاجة إلى مجموعة eLISA واسعة النطاق. الآن ، ومع استمرار المركبة الفضائية في صحة جيدة ، يتطلع الباحثون إلى منحها جديدة مهمة.

ليزا باثفايندر: Micrometeoroid Hunter؟

ليزا باثفايندر في المختبر.
ESA / CNES / Arianespace / S. Martin

هدف LISA هو الحفاظ على بيئة "الجاذبية الهادئة" لمكعبات الذهب والبلاتين ، لذلك فهي تقاوم أي قوة معارضة. على هذا النحو ، فإن الهيكل الخارجي الكامل لـ LISA يعمل كدرع ميكرومتر صغير: عندما تزعج الرياح الشمسية شيئًا ما المركبة الفضائية ، تقوم مدافعها نيوتن الصغيرة بإطلاق النار بلطف ضد تلك القوة. هذا يساعد المكعبات على البقاء في السقوط الحر الحقيقي. وقد أدرك الباحثون مؤخرًا ، أن بيانات الدفع يمكن أن تكون أيضًا بمثابة سجل للمساعدة في وصف البيئة الشمسية من حيث غبار الفضاء والحطام.

يقول دييغو جانشز (مركز ناسا-غودارد لرحلات الفضاء) في بيان صحفي صدر حديثًا: "كل مرة يحدث فيها الغبار المجهري ضربات ليزا باثفايندر ، فإن أجهزة الدفع الخاصة بها تلغي كمية الزخم الصغيرة التي تم نقلها إلى المركبة الفضائية". can يمكننا أن ندير ذلك ونستعمل قاذفات القنابل لمعرفة المزيد عن الجزيئات المؤثرة. ضجيج فريق واحد يصبح بيانات فريق آخر

عندما تضرب LISA Pathfinder بواسطة غبار الفضاء ، فإن المركبة الفضائية تعوض عن طريق الدفعات الدقيقة فائقة الدقة.
وكالة الفضاء الأوروبية / ناسا

على الرغم من صغر حجمها ، فإن هذه الجسيمات الصغيرة تحزم حقًا لأنها تضخ بسرعة تصل إلى 22000 ميل في الساعة (36000 كم / ساعة) ، أي أكثر من 10 أضعاف سرعة الرصاصة السريعة. قامت ناسا بدراسة تأثيرات الميتروميترويد من قبل من خلال مرفق التعرض طويل المدة (LDEF) ، الذي تم نشره في أبريل من عام 1984 بواسطة مكوك الفضاء تشالنجر وأعادته إلى الأرض بواسطة مكوك الفضاء كولومبيا في يناير 1990. كما أحدثت آثار الميكوميتيورويد النوافذ المنبعثة من الرمال. من المدارات المكوكية ، والآثار الصغيرة والدموع تم سردها على المصفوفات الشمسية وخارج محطة الفضاء الدولية.

ولكن من المحتمل أن تتعزز أعداد الجسيمات الأرضية الصغيرة القريبة من الأرض بسبب تأثير الجاذبية على الكوكب نفسه. تدور LISA Pathfinder في اتجاه 1.5 مليون كيلومتر من الشمس باتجاه الأرض ، عند نقطة L 1 Lagrangian المستقرة. (احتلت بعثات DSCOVR التابعة لناسا ورصد الغلاف الشمسي الشمسي هذه النقطة أيضًا ، ولكن على مسافة جيدة من بعضها البعض.) ويأمل الباحثون في أن ما ستقوم ليزا باثفايندر بتجربته من مدارها سيكون أكثر تمثيلا لبيئة النظام الشمسي الداخلي - البيانات المهمة بالنسبة للبعثات المستقبلية ، ولا سيما بعثات الطاقم إلى المريخ.

إن إعادة غرض LISA Pathfinder كصياد للأجسام الدقيقة تظهر في بعض الأحيان أن ضوضاء الباحثين هي بيانات أخرى.