برخورد عميقى در پيش است

محمد پاكروان

اگر همه چيز طبق برنامه پيش برود ساعت 9.30 امروز صبح(84/04/13) فضاپيماى «برخورد شديد» متعلق به ناسا به دنباله دار تمپل-۱ مى رسد و ماموريت ۲۶۷ ميليون دلارى ناسا كار اصلى خود را آغاز مى كند: ارسال گلوله اى ۳۷۰ كيلوگرمى به سوى هسته دنباله دار و مشاهده رويدادهاى پس از برخورد.
اين فضاپيما كه در نوامبر ۱۹۹۹ ناسا ماموريت آن را تصويب كرد براى كشف ناشناخته هاى دنباله دارها در ۱۲ ژانويه ۲۰۰۵ يعنى ۲۳ دى سال گذشته به سوى اين دنباله دار مسافرت كرد. برخورد شديد يكى از ماموريت هاى اكتشافى ناساست كه به سطح زيرين يك دنباله دار دسترسى پيدا مى كند (البته نه به طور مستقيم) و از آنجا براى ما داده ها و اطلاعات ارزشمندى جمع آورى مى كند و حقايق پنهان شده در زير سطح دنباله دار را بازگو مى كند. امروز ساعت ۵۲:۵ به وقت جهانى فضا پيما به مقصد خود، دنباله دار تمپل-۱ مى رسد و با پرتاب يك گلوله ۳۷۰ كيلوگرمى به سوى هسته دنباله دار دهانه اى برخوردى ايجاد مى كند كه اندازه آن ممكن است از يك خانه تا يك زمين فوتبال باشد. مسئولان طرح ابعاد دهانه برخوردى را با ۲۵ متر عمق و۱۰۰ متر قطر پيش بينى مى كنند اما اين فقط يك تخمين است. همچنين طبق پيش بينى هاى انجام گرفته انرژ ى حاصل از برخورد، معادل انفجار ۵ تن TNT است. دانشمندان منتظرند تا ببينند اين برخورد چگونه سبب فوران ديگرى از غبار تيره سطحى و ذرات تازه سپيد يخ در زير لايه غبار مى شود و آيا اين موضوع سبب افزايش چشمگير روشنايى دنباله دار مى شود يا خير؟
يكى از علل پر فروغ بودن دنباله دارها فوران (جت) ذرات يخى درون هسته دنباله دار از طريق يك شكاف به بيرون است (چيزى شبيه به آتشفشان، اما با ذرات ريز يخ و به جاى آتش ). در اين ماموريت دانشمندان مى خواهند بدانند كه آيا با اين برخورد شكاف حاصل در دنباله دار به اندازه اى هست كه منجر به فوران ديگرى در هسته شود يا خير و در كل شرايط فوران را ايجاد مى كند يا نه؟ تصاويرى كه برخوردگر و فضاپيماى مادر مى گيرند به زمين ارسال مى شود اما نكته جالب توجه اين جاست كه تلسكوپ هاى زمينى هم بى كار نيستند. آنها هم اين دنباله دار را در موقع رسيدن كاوشگر و مانور آن در كنار هسته رصد مى كنند. اين رصدها از طول موج هاى راديويى تا مرئى و غيره انجام مى شود و نكته جالب توجه اين است كه منجمان آماتور هم مى توانند با تلسكوپى متوسط در منطقه اى كه براى رصد مناسب است اين تغييرات نور را رصد كنند. البته توجه داشته باشيد دنباله دار از +۱۰ است و شما بايد ابزارى مناسب را اختيار كنيد. اين احتمال وجود دارد كه بر اثر برخورد قدر دنباله دار طى ۲۴ ساعت، ۴ الى۵ قدر پرنورتر شود، يعنى به مرز رويت چشم غيرمسلح زير آسمانى تاريك برسد! از آنجا كه برخورد، امروز صبح صورت مى گيرد بهترين زمان رصد دنباله دار آشفته در شامگاه امروز خواهد بود. وقتى برخوردگر به دنباله دار رسيد كار رصدهاى حرفه اى آغاز مى شود. اما جالب است كه كار آنها را بدانيم: در پى برخورد در نور گيسوى دنباله دار تغييرات آغاز مى شود كه منجمان آن را در طول موج پايه فروسرخ رصد مى كنند. بعد از برخورد، آنها هسته و گيسو را در طول موج هاى مرئى و فرو سرخ رصد مى كنند و پس از فوران (جت) ذرات كه ممكن است روى دهد عكسبردارى مى كنند و مهم تر از همه طيف نگارى از گاز گيسو بعد از برخورد است كه در اين موقع همان تركيب هسته را دارد زيرا لايه اى از ذرات تازه رها شده از هسته در پى برخورد گيسو را فراگرفته است. اما داده ها و اطلاعات ماموريت پردازش شده و با اطلاعات حاصل از رصدهاى زمينى تركيب مى شود. سپس موقع پردازش داده ها و تفكر دانشمندان و نظريه پردازان مى شود كه با ارائه نظريه هاى جديد منجر به درك بهتر و كامل ترى از شكل گيرى منظومه شمسى و ساختار دنباله دارها شود.
• مراحل انجام ماموريت
اين فضاپيما را موشك دلتا ۲ در ۱۲ ژانويه ۲۰۰۵ (۲۳ دى ۱۳۸۳) پرتاب كرد. فضاپيما مستقيماً و بدون هيچ واسطه اى به طرف محل ملاقات با دنباله دار رفت. با نزديك شدن فضاپيما به دنباله دار كار آن آغاز مى شود و شروع به عكسبردارى در طول موج هاى ياد شده مى كند و سرانجام در اولين ساعات روز ۱۳ تير به وقت جهانى يك گلوله يا برخورد گر ( IMPACTOR ) به طرف دنباله دار مى رود. اين برخورد گر تا حد امكان خود را به مكان فوران (جت) ذرات نزديك مى كند و سعى مى كند جايى نزديك آن سقوط كند. برخورد گر با يك باترى كار مى كند كه از فضاپيماى مادر مستقل است و شارژ آن فقط براى يك روز است. سازندگان فضاپيما به اين گلوله بزرگ لقب «برخوردگر هوشمند» را داده اند به دليل اينكه بعد از جدا شدن اين بخش از فضاپيماى مادر خود به تنهايى قادر به تغيير مسير و انتخاب محل فرود است و اين كار به كمك دوربينى كه روى آن نصب است، انجام مى گيرد. اين دوربين تا لحظه برخورد قادر به عكاسى است و بعد از آن بر اثر انفجار حاصل از برخورد برخورد گر از ميان مى رود.
شايد اين سئوال به ذهن شما خطور كند كه اين برخورد ممكن است سبب شكافت دنباله دار يا تغيير جهت حركت آن شود يا خير؟ مسئولين طرح در اين رابطه خاطرنشان كرده اند كه اين برخورد در مقايسه با هسته ۱۰ كيلومترى دنباله دار به اندازه اى نيست كه سبب تغيير محسوسى در مسير و يا در شكل خود هسته شود. اما بعد از رها كردن برخوردگر، فضاپيماى مادر چه مى كند؟ سفينه مادر بعد از رها كردن برخوردگر با يك مانور در مدارى به دور دنباله دار مى گردد تا امنيت آن نسبت به برخورد تضمين شود. فاصله مدارگرد يا همان فضاپيماى مادر تا دنباله دار در لحظه برخورد نزديك به ۵۰۰ كيلومتر است. كار فضاپيماى مادر در مدار گرفتن عكس هاى متفاوت در طول موج هاى مختلف و نقشه بردارى است. سپرهاى حرارتى و برخوردى نيز دستگاه ها را از فوران ذرات يخ كثيف (داراى غبار) و به خصوص بادهاى خورشيدى محفوظ مى دارند. اما سفينه مادر به همين مدار اكتفا نمى كند و دوباره با مانورى ديگر و در مدارى ديگر به رصد مى پردازد و از قسمت هاى ديگر دنباله دار اطلاعات و داده هايى را براى ما ارسال مى كند.
• فناورى و اجراى پروژ ه
فضاپيماى مادر شامل مجموعه ا ى از ابزارهاى متفاوت و همچنين شامل بخش برخورد گر است. دو دوربين روى فضاپيما وظيفه رصد برخورد فوران و كليه اتفاقات بعد از برخورد و بررسى سطح دنباله دار را دارند. اين دو، تصاوير خود را در گستره مرئى براى ما ارسال مى كنند. يكى از آنها با كيفيت متوسط ( MRI ) و ديگرى با كيفيت بالا ( HRI ) عكس مى گيرد. دوربين كيفيت متوسط در واقع حكم جوينده تلسكوپى براى دوربين كيفيت بالا را دارد. دوربين كيفيت متوسط يك تلسكوپ ۴/۷ اينچ با نسبت كانونى ۵/۱۷ است و متصل به يك سى سى دى ۱۰۲۴*۱۰۲۴ است. دوربين كيفيت بالا يك تلسكوپ ۱۱/۸ اينچى با نسبت كانونى ۳۵ است كه به سى سى دى مشابهى متصل است. همچنين فضاپيما داراى يك دوربين فروسرخ است. نكته جالب توجه اينجاست كه دوربين توسط مركز كنترل هدايت مى شود. اما يك طيف نگار ۵۱۲*۲۵۶ پيكسلى هم روى آن نصب است كه طول موج پايه آن ۱/۱ تا ۸/۴ ميكرومتر است اما فضاپيماى مادر براى اينكه امواج راديويى ارسال داده ها با امواج حاصل از برخورد مخلوط نشود از يك آنتن راديويى با فركانس ۸ گيگا هرتز و دو درجه آزادى براى مخابره داده ها به زمين استفاده مى كند. همچنين فضاپيما به طور مستقيم با بشقاب راديويى ۳۴ مترى گلدستون ناسا در ارتباط است و در مواقعى كه حجم داده ها زياد است يا آنتن ها هم خط و هم راستا نيستند از بشقاب هاى راديويى در سراسر زمين استفاده مى شود. همچنين به دليل اهميت اخبار اوليه و داده هاى اوليه برخورد اين داده ها به طور مستقيم و بدون واسطه فرستاده مى شوند اما اطلاعات بعدى با واسطه هاى راديويى و در مدت طولانى ترى فرستاده مى شوند. اما برخورد عمدتاً از مس تشكيل شده است. اين امر به دليل آن است كه مس كمترين مزاحمت را (به دليل رسانايى قوى) در سيگنال هاى راديويى مخابره اطلاعات دارد. اما وقتى كه ارتباط برخوردگر با سفينه مادر به دليل مانورهاى آن در فضا و پنهان شدنش در آن سوى دنباله دار قطع مى شود برخورد گر از سيستم هاى سخت افزارى و نرم افزارى براى ذخيره اطلاعات استفاده مى كند تا در فرصت بعدى آن را براى سفينه مادر ارسال كند.
ماموريت برخورد شديد عميق با همكارى دانشگاه مريلند، دانشگاه صنعتى كاليفرنيا، آزمايشگاه جت پروپالشن ناسا و صنايع هوافضاى بال اجرا شده است. گروه برنامه ريز و اجراكننده اين ماموريت از بيش از ۲۵۰ نفر مهندس و دانشمند و غيره تشكيل شده است.
Nojum.ir