طار تلسكوب بحجم حافلة مزود برؤية بالأشعة السينية إلى الفضاء صباح الخميس في اليابان.
انها ليست وحدها. على طول الرحلة كان هناك مركبة هبوط آلية على سطح القمر بحجم شاحنة طعام صغيرة. ستنفصل مهمتا XRISM وSLIM قريبًا، إحداهما للتجسس على بعض النقاط الأكثر سخونة في عالمنا، والأخرى لمساعدة وكالة الفضاء اليابانية JAXA في اختبار التقنيات المستخدمة في المهام القمرية واسعة النطاق. الهبوط في المستقبل.
كان ارتفاعه من شواطئ جزيرة تانيكاشيما الواقعة في أقصى جنوب الأرخبيل الياباني، جميلاً حيث حلق صاروخ ياباني من طراز H-IIA فوق منصة إطلاق بعيدة وأوقفته بضع سحب في السماء الزرقاء. بعد حوالي 47 دقيقة من الإقلاع، ظهر مسؤولو الإطلاق في بث فيديو مباشر في غرفة التحكم في المهمة وهم يحتفلون بوصول المركبة الفضائية XRISM وSLIM نحو وجهاتهم الكونية.
🩻🔭🌌
ال مهمة التصوير بالأشعة السينية والتحليل الطيفي – يُختصر XRISM (وينطق “Chrysm”) – هو الراكب الأساسي عند الإطلاق. من مدار يزيد عن 350 ميلًا فوق الأرض، سيدرس XRISM البيئات الغريبة التي تنبعث منها إشعاعات الأشعة السينية، بما في ذلك الأجسام التي تدور حول الثقوب السوداء، ومجموعات من البلازما الحارقة، وبقايا النجوم الضخمة المتفجرة.
وستسلط البيانات الواردة من التلسكوب الضوء على حركة وكيمياء هذه البقع الكونية باستخدام تقنية تسمى التحليل الطيفي، والتي تستخرج معلومات حول تكوين المصادر من التغيرات في سطوعها عند أطوال موجية مختلفة. تعطي هذه التقنية للعلماء لمحة عن ظواهر الطاقة الأعلى في الكون وتضيف إلى الصورة التفصيلية ذات الأطوال الموجية المتعددة للكون التي رسمها علماء الفلك.
كتب ماكوتو تاشيرو، الباحث الرئيسي في التلسكوب وعالم الفيزياء الفلكية في وكالة استكشاف الفضاء اليابانية، في رسالة بالبريد الإلكتروني، أن التحليل الطيفي لـXRISM “سيكشف عن تدفقات الطاقة بين الأجرام السماوية على مستويات مختلفة” بدقة غير مسبوقة.
وتقوم وكالة الفضاء اليابانية بهذه المهمة بالتعاون مع وكالة ناسا. وساهمت وكالة الفضاء الأوروبية في بناء التلسكوب، مما يعني أنه سيتم تخصيص جزء من وقت رصد التلسكوب لعلماء الفلك من أوروبا.
يعد XRISM بمثابة إعادة تشكيل لمهمة هيتومي، وهي مركبة فضائية تابعة لوكالة استكشاف الفضاء اليابانية تم إطلاقها في عام 2016. خرج تلسكوب هيتومي عن السيطرة بعد بضعة أسابيع من رحلته، وفقدت اليابان الاتصال بالمركبة الفضائية.
وقال بريان ج. ويليامز، عالم الفيزياء الفلكية في مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا: “إنها خسارة مدمرة”. كانت البيانات القليلة التي تم جمعها من هيتومي بمثابة لمحة رائعة عما يمكن أن تقدمه مثل هذه المهمة.
وقال الدكتور ويليامز: “بما أن علم الفلك بالأشعة السينية هو المستقبل، فقد أدركنا أن هذه المهمة بحاجة إلى تكرارها”.
على عكس الأطوال الموجية الأخرى للضوء، لا يمكن اكتشاف الأشعة السينية الكونية إلا من فوق الغلاف الجوي للأرض، مما يحمينا من الإشعاع الضار. ينضم XRISM إلى تلسكوبات الأشعة السينية الأخرى الموجودة بالفعل في المدار مرصد شاندرا للأشعة السينية التابع لناساتم إطلاقه في عام 1999 وانضم إلى الحفل في عام 2021 باعتباره مستكشف قياس استقطاب الأشعة السينية التابع لناسا.
ما يميز XRISM عن تلك المهام هو أداة تسمى Resolve، والتي يجب تبريدها إلى نسبة أعلى من الصفر المطلق حتى تتمكن من قياس التغيرات الصغيرة في درجة الحرارة عندما تضرب الأشعة السينية سطحها. ويتوقع فريق العمل أن تكون البيانات الطيفية التي تم حلها أكثر وضوحًا بمقدار 30 مرة من دقة أدوات تشاندرا.
ترى ليا كوراليس، عالمة الفلك في جامعة ميشيغان والتي تم اختيارها كعالمة مشاركة في المهمة، أن XRISM هي “مركبة رائدة” تمثل “المرحلة التالية من عمليات رصد الأشعة السينية”. للحصول على نظرة ثاقبة للتطور الكيميائي لكوننا من خلال التحليل الطيفي المتطور، د.
قال عالم الفلك في وكالة الفضاء الأوروبية، جان إيف نيس، والذي سيدير عملية اختيار المقترحات لوقت المراقبة المخصص لأوروبا، إن الجودة العالية للبيانات التي يجمعها التحليل الطيفي لـXRISM ستجعلك تشعر وكأنك ترى هذه البيئات القاسية بأنفسهم.
وقال: “إنني أتطلع إلى الثورة الطيفية”، مضيفًا أنها ستمهد الطريق لتلسكوبات أكثر طموحًا للأشعة السينية في المستقبل.
لدى XRISM أيضًا أداة ثانية تسمى Xtend تعمل بشكل متزامن مع Resolve. أثناء Resolve Zoom، يقوم Xtend بتكبير الصورة، مما يمنح العلماء وجهات نظر تكميلية لنفس مصادر الأشعة السينية على مساحة أكبر. وفقًا للدكتور ويليامز، فإن Xtend أقل قوة من جهاز التصوير الموجود في تلسكوب شاندرا الأقدم. بعض من أبرز المناظر لكون الأشعة السينية حتى اليوم. لكن الرؤية بالأشعة السينية يمكنها تصوير الكون الممتد بدقة مماثلة للطريقة التي تراه بها أعيننا.
بمجرد وصول XRISM إلى مدار أرضي منخفض، سيقوم الباحثون بتشغيل الأدوات وإجراء اختبارات الأداء خلال الأشهر القليلة المقبلة. وقال الدكتور تاشيرو إن الأنشطة العلمية ستبدأ في يناير/كانون الثاني، لكن الدراسات الأولية للبيانات قد لا تظهر قبل عام أو أكثر. وقبل أي اكتشاف، كان متحمسًا لرؤية الأدوات أثناء عملها، مضيفًا: “سنرى بالتأكيد عالمًا جديدًا من علم فلك الأشعة السينية بمجرد تشغيلها”.
قبل كل شيء، يتطلع الدكتور ويليامز إلى “المجهول” الذي قد يكتشفه XRISM. وقال: “في كل مرة نطلق فيها قدرة جديدة، نكتشف شيئا جديدا عن الكون”. “ماذا سيكون لديه؟ لا أعرف، لكني مهتم بمعرفة ذلك.
🌕🌗🌑
إن مركبة الهبوط الذكية لاستكشاف القمر، أو SLIM، هي المركبة الفضائية الآلية التالية المتجهة إلى القمر، ولكنها قد لا تهبط بعد ذلك.
قد تستغرق الرحلة الطويلة ذهابًا وإيابًا التي تتطلب وقودًا أقل من SLIM أربعة أشهر على الأقل. ستستغرق مركبة الهبوط عدة أشهر للوصول إلى مدار القمر، ثم ستقضي شهرًا في الدوران حول القمر قبل محاولة الهبوط بالقرب من أقرب حفرة شيولي للقمر.
وهذا يعني أن مركبتين فضائيتين أمريكيتين، مدعومتين بتقنية أستروبوتيك في بيتسبرغ ومحركات هيوستن البديهية، ستكونان قادرين على التغلب على SLIM إلى السطح، وسيتم إطلاقهما في وقت لاحق من هذا العام واتخاذ مسارات أكثر مباشرة إلى القمر.
وعلى الرغم من أن SLIM يحمل كاميرا يمكنها التعرف على تركيبة الصخور المحيطة بموقع الهبوط، إلا أن الأهداف الأساسية للمهمة ليست علمية. بل المقصود منه هو إظهار نظام ملاحي دقيق يهدف إلى وضعه على مسافة ملعب كرة قدم من الموقع المستهدف.
حاليًا، يمكن لمركبات الهبوط على سطح القمر محاولة الهبوط على بعد عدة أميال من موقع الهبوط المحدد. على سبيل المثال، يبلغ عرض منطقة الهبوط للمركبة الفضائية الهندية Chandrayaan-3، التي هبطت بنجاح على القطب الجنوبي للقمر الشهر الماضي، سبعة أميال وطولها 34 ميلاً.
وقالت وكالة استكشاف الفضاء اليابانية في مجموعتها الصحفية إن الأنظمة القائمة على الرؤية في العديد من مركبات الهبوط محدودة لأن رقائق الكمبيوتر المقواة في الفضاء لا تمتلك سوى 100% من قوة المعالجة التي تتمتع بها أحدث الرقائق المستخدمة على الأرض.
بالنسبة لـ SLIM، قامت وكالة استكشاف الفضاء اليابانية بتطوير خوارزميات لمعالجة الصور يمكن تشغيلها بسرعة على شرائح فضائية بطيئة. ومع اقتراب SLIM من الهبوط، ستساعد الكاميرا المركبة الفضائية على الهبوط على سطح القمر؛ يقيس الرادار والليزر ارتفاع المركبة الفضائية وسرعتها الهبوطية.
بسبب مخاطر وقوع حادث مع الأنظمة الحالية، عادةً ما يتم توجيه مركبات الهبوط على سطح القمر نحو تضاريس مسطحة وأقل إثارة للاهتمام. يمكن لنظام ملاحي أكثر دقة أن يساعد المركبات الفضائية المستقبلية على الهبوط بالقرب من التضاريس الوعرة ذات الأهمية العلمية، مثل الحفر التي تحتوي على مياه متجمدة بالقرب من القطب الجنوبي للقمر.
عند الإطلاق، كان وزن SLIM أكثر من 1500 رطل؛ ثلثي الوزن هو الوقود الدافع. في المقابل، كان وزن مركبة الهبوط القمرية الهندية ومركبتها الجوالة الصغيرة حوالي 3800 رطل، وأضافت وحدة الدفع المصاحبة لها 4700 رطل إلى القمر من مدار الأرض.