كيف تعرف السفن الفضائية طريقها في الفضاء الفسيح؟

وحيداً في الفضاء العميق يسبح المسبار الفضائي “فوياجر 1” في الفضاء الفسيح  وهو يبعد الآن عن الأرض أكثر من 21 مليار كم
لقد أطلق هذا المسبار في 05/09/1977 منطلقاً في رحلة أخذته إلى الكواكب الخارجية للمجموعة الشمسية وهي المشتري وزحل وأورانوس ونبتون لينطلق بعدها إلى الفضاء الفسيح وذلك بسرعة 62 ألف كم/سا
وقبل أن يغادر المجموعة الشمسية التفت وراءه ليلتقط للأرض هذه الصورة والتي عرفت بـ “نقطة زرقاء باهتة” من على بعد حوالي 6 مليار كم !!!

ترى كيف اهتدى المسبار “فوياجر 1” وغيره من المسابير الفضائية والتي جابت أرجاء عديدة في مجموعتنا الشمسية طريقها أثناء رحلتها الطويلة والمظلمة؟

سنحاول في هذا المقال الإجابة على هذا السؤال

نظام GPS وما يقدمه للتواصل مع المركبات المدارية حول الأرض

يعتمد التواصل بين أنحاء الأرض أو حتى على ارتفاعات قليلة على الأقمار الاصطناعية، حيث تقوم أنظمة تحديد المواقع العالمية مثل نظام “GPS” على تحديد مواقع السفن الفضائية التي تدور حول الأرض ضمن مدار أقل من 20 ألف كم وهو الارتفاع الذي تدور عنده الأقمار الاصطناعية 24 الخاصة بهذا النظام

التواصل بعيداً عن الأرض

لكن كما هو معلوم تتجاوز العديد من البعثات الفضائية هذا الارتفاع؛ مما جعل التواصل معها وتحديد موقعها تحدي يستلزم تطوير تجهيزات وتقنيات أخرى من هنا تم إنشاء أنظمة هوائيات عملاقة مهمتها التواصل مع المسابير الفضائية وهي في عمق الفضاء ومنها نظام يدعى بـ”شبكة ناسا لمراقبة الفضاء العميقDSN ” وهي عبارة عن هوائيات ضخمة موزعة في أمريكا وإسبانيا وأستراليا، والهدف الأساسي منه هو استقبال الصور والتحاليل التي تقوم بها المسابير الفضائية التي تستكشف نظامنا الشمسي

ويمكنكم متابعة آخر أخبار هذه الشبكة عبر هذا الرابط: http://eyes.nasa.gov/dsn/dsn.html

لكن، كيف يمكن أن نعرف مكان المسبار الفضائي في الفضاء الفسيح:

ضمن الفضاء الفسيح المظلم حيث لا توجد الاتجاهات المعروفة (شرق – غرب – شمال – جنوب)؛ لذلك يتم اللجوء إلى دمج عدة تقنيات لحساب سرعة ومكان المسبار، ومن هذه التقنيات:

• يتم استخدام حساب الفرق بين الإشارات المتبادلة بين المسبار و“شبكة ناسا لمراقبة الفضاء العميقDSN” لتحديد سرعة ومكان المسبار بدقة عالية
• كما تم تركيب كاميرات على المسابير لكي تصور الأجرام الفلكية التي أرسلت إليها بالإضافة إلى تصوير النجوم من حولها والتي تساعد في تحديد المكان الحالي للمسبار
• بالإضافة إلى ذلك يتم استخدام ما يعرف بالقصور الذاتي، حيث لا يعتمد على حساب الموقع الجغرافي للهوائي اللاقط على الأرض فحسب، بل أيضاً على موقع الأرض بالنسبة لمركز كتلة النظام الشمسي (أو ما يدعى بالتقويم الأرض الفلكي(

وبدمج هذه العناصر مع القياسات المتكررة لها وإدراجها ضمن نماذج تحتسب القوى التي تؤثر على المسابير بالإضافة الآلية التي تحكم مدارات الأجسام حول بعضها، فإن العلماء يستطيعون القيام بتقدير ذو دقة عالية لمكان وسرعة المسابير الفضائية

النهاية : تشبيه بليغ!!

يشبه  “كريس بوتس” والذي ساعد في قيادة فرق الملاحة في العربة المريخية “Spirit” صعوبة إرسال عربة جوالة إلى المريخ : ” بالقدرة على التصويب الناجح لكرة سلة من مسافة تبلغ أكثر من 14,400 كم!!!”

المصادر:  1  2  3