بيو بيو بيو! لماذا ينفعل العلماء حول ليزر الفضاء المستقبلي

هذا الفنان

يُظهر مفهوم هذا الفنان تمثيلًا للقمر الصناعي 2 للجليد والسحابة والأرض التابع لناسا (ICESat-2) ونمط المسح المكون من ستة أشعة. (رصيد الصورة: مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا)





واشنطن - بيو ، بيو ، بيو! معارك الليزر الملحمية مع أشعة عالية التركيز من الضوء القاتل تخترق أجسام المركبة الفضائية ، أو تقطيع الأطراف - أو تبخر المركبات الفضائية والأجسام وحتى الكواكب على الفور - كانت تقليدًا محبوبًا وعريقًا في الخيال العلمي لعقود عديدة.

لكن أي شخص أمسك بمؤشر ليزر محمول لقيادة عرض تقديمي أو لمضايقة قطة يعرف أن إصدارات الليزر منخفضة الطاقة شائعة جدًا اليوم. يمكن استخدام ضوء الليزر المركّز في الفحص المجهري ، أو لتوفير أهداف للأسلحة ، أو لإجراء أنواع معينة من العمليات الجراحية الدقيقة ، أو لإنشاء عروض بصرية مذهلة في حفلات موسيقى الروك.

كما يتم استخدام الليزر بشكل متكرر في الفضاء - ليس كأسلحة ، ولكن لمساعدة العلماء على إجراء قياسات وملاحظات عالية الدقة ، أوضح مجموعة من المهندسين والمصممين في وكالة ناسا في لوحة يوم 16 يونيو هنا في Future Con. [ أخطر أسلحة الفضاء على الإطلاق ]



قال لويس راموس-إيزكويردو ، مهندس الأنظمة البصرية في مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا في جرينبيلت بولاية ماريلاند ، إذا كنت قد تعجبت يومًا من التعجب من تضاريس المريخ شديدة التفصيل في متصفح Google Mars ، فلديك أشعة ليزر تستحق الشكر.

لمدة أربع سنوات ونصف ، استخدم مقياس الارتفاع بالليزر المداري للمريخ (MOLA) أشعة الليزر لجمع البيانات حول ارتفاع سطح المريخ ، والذي تم استخدامه لإنشاء الخريطة الطبوغرافية العالمية الأكثر تفصيلاً لأي كوكب في نظامنا الشمسي ، وفقًا لوكالة ناسا .

الجليد الجليد الطفل

وقالت راموس إيزكويردو إن التحقيق في ديناميكيات النظام البيئي العالمي (GEDI) ، المقرر إطلاقه في عام 2019 ، سيستخدم تقنية الليزر لإنشاء خرائط ثلاثية الأبعاد لغابات الأرض وحساب كتلتها الحيوية.



مهمة أخرى تابعة لوكالة ناسا تستخدم الليزر للنظير إلى الأرض تسمى Ice و Cloud و Land Elevation Satellite-2 (ICESat-2). من المقرر إطلاقه في 2018 ، ICESat-2 ستستخدم مجموعة من ستة أشعة ليزر - ثلاث حزم مزدوجة - لتتبع سمك الغطاء الجليدي والتغيرات عبر جرينلاند والقارة القطبية الجنوبية ، حتى يتمكن العلماء من تقدير المخاطر التي يشكلها ذوبان الجليد بسبب تغير المناخ ، وفقًا لعضو اللجنة بروك ميدلي ، باحث مشارك مع علوم الأرض الاستشعار عن بعد في مركز جودارد لرحلات الفضاء ، قال لجمهور Future Con.

يواصل ICESat-2 العمل الذي بدأ بمهمة سابقة ، ICESat-1 ، والتي كانت أول قمر صناعي ينشر أشعة الليزر من الفضاء لقياس ارتفاع السطح في الصفائح الجليدية في جرينلاند وأنتاركتيكا ، وفقًا لوكالة ناسا.

كمية الغطاء الجليدي في هاتين المنطقتين هائلة: تبلغ مساحة جرينلاند حوالي ثلاثة أضعاف مساحة تكساس ، في حين أن القارة القطبية الجنوبية تبلغ ضعف حجم الولايات المتحدة المتجاورة - وهي أكبر بكثير من أن تقيس بدقة تغيرات الارتفاع من الأرض أو بالطائرة قال ميدلي. سيجري ICESat-2 تمريرات متعددة في الجو على ارتفاع 299 ميلاً (481 كيلومترًا) ، وستجمع أشعة الليزر الخاصة به البيانات التي ستمكن الباحثين من حساب حجم الجليد وتتبع التغييرات بمرور الوقت.



كيت رامساير ، ولويس راموس-إيزكويردو ، وبروك ميدلي ، وإروان مازاريكو ، وإيفان هوفمان ، وجينيفر صقر من مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا ، يشيدون بالعديد من مزايا الليزر في الفضاء ، في لوحة Future Con

تمجد كيت رامساير ، ولويس راموس-إيزكويردو ، وبروك ميدلي ، وإروان مازاريكو ، وإيفان هوفمان ، وجنيفر صقر من مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا ، العديد من مزايا الليزر في الفضاء ، في لوحة Future Con 'NASA's Space Lasers' في 16 يونيو 2017.(رصيد الصورة: M. Weisberger / Live Science)

قمر صناعي آخر تابع لوكالة ناسا يشبه a كرة ديسكو مرصعة بالمرايا - القمر الصناعي LAser GEOdynamic (LAGEOS) - كان يتنقل من ضوء الليزر المنبعث من الأرض منذ إطلاقه في عام 1976 ، ويعيد البيانات التي مكنت العلماء من إنشاء النماذج الأولى من مجال جاذبية الأرض. يوجد حاليًا قمرين صناعيين من نوع LAGEOS في المدار ، ومداراتهما مستقرة جدًا لدرجة أنه ما لم تصطدم قطعة من الحطام الفضائي بهما ، فسوف يدوران حول الكوكب لمدة لا تقل عن مليون إلى مليوني سنة ، وفقًا لعضو اللجنة إيفان هوفمان ، عالم في مشروع الجيوديسيا الفضائية في جودارد.

في المنطقة المجاورة للقمر ، استخدمت أداة مقياس الارتفاع Lunar Orbiter Laser على المركبة Lunar Reconnaissance Orbiter الليزر لجمع المليارات من نقاط البيانات من سطح القمر أثناء وجوده في المدار ، مما مكن العلماء من بناء الخرائط الأكثر تفصيلاً حتى تاريخ التضاريس القمرية ، Erwan Mazarico ، باحث مشارك مع دراسات الكواكب في جودارد ، قال في اللجنة.

أخبرت جينيفر ساجر ، كبيرة مهندسي النظام ومديرة المشروع في مركز التحكم في عمليات العلوم والكواكب في جودارد ، الحضور بأن الليزر ساعد أيضًا باحثي ناسا على جلب النطاق العريض إلى القمر. ال مظاهرة اتصالات الليزر القمري اختبرت نظام اتصال ثنائي الاتجاه بين الأرض والقمر باستخدام شعاع ليزر نابض ، مما أدى إلى إنشاء معدل تنزيل للبيانات يبلغ 622 ميغابت في الثانية ، على حد قول صقر.

وأضاف هوفمان أن الباحثين يدرسون حتى ما إذا كان يمكن استخدام الليزر بشكل دفاعي في الفضاء - ليس لمحاربة غزو كائنات فضائية ، ولكن لإبعاد الحطام الفضائي الذي قد يؤدي إلى إتلاف المعدات أو تهديد رواد الفضاء.

فنان

تصور فنان للمركبة الفضائية LADEE التابعة لوكالة ناسا والمتجهة إلى القمر باستخدام الليزر للتواصل مع الأرض.(رصيد الصورة: ناسا)

إشعال الشرارة

الظهور في مؤتمر مثل Future Con - حيث يكون الحاضرون متحمسين بشكل خاص حول علم العالم الحقيقي وراء لحظات الخيال العلمي المفضلة لديهم - سمح لجميع العلماء في اللوحة بالتطرق إلى بعض الجوانب الأكثر إثارة للاهتمام في أبحاثهم ، على الرغم من قال مازاريكو لموقع ProfoundSpace.org إن العرض التقديمي بأكمله كان أقل من ساعة.

وأضافت راموس-إيزكويردو أنه كان من الممكن أن يتحدث كل من المتحدثين بسعادة عن الليزر لفترة أطول.

قال راموس إيزكويردو: 'في الواقع ، يمكن لأي شخص منا التحدث لساعات عن عملنا وما نقوم به - كان بإمكاني الاستمرار في العمل والمضي قدمًا'.

لكن من الجيد أن يحصلوا على مجموعة متنوعة من الأشياء التي نقوم بها في وكالة ناسا ، وربما كيف يتم تجميعها جميعًا - للتواصل ، ورسم خرائط الكوكب ، والاستكشاف. يجب أن نقوم بكل هذا العمل الآن ، لكي يصبح الخيال العلمي حقيقة.

قال مازاريكو لموقع guesswhozoo.com إن الحديث عن ليزر الفضاء في Future Con جلب أيضًا علوم ناسا مباشرة للأطفال ، وربما يشجع الجيل القادم من المهندسين والعلماء. وأضاف ميدلي أن إعطاء الأطفال فرصة لمقابلة الأشخاص الذين يقفون وراء الليزر قد يساعدهم على رؤية أنفسهم في تلك الأدوار كبالغين.

قالت: 'نحن مجرد أناس يمكن أن تمر في الشارع'. 'العلم ليس بعيد المنال - إنه شيء يمكن لأي شخص الوصول إليه.'

المقالة الأصلية بتاريخ موقع guesswhozoo.com .