بعد 16 شهرًا من الملاحظات الناجحة ، فإن SMART-1 التابع لوكالة الفضاء الأوروبية على وشك تقديم مساهمتها النهائية في علوم القمر. في مداراتها النهائية ، ستحلق المركبة الفضائية على ارتفاع منخفض لدرجة أنها قد تصطدم بتلة في ممر سابق ، مما يمنح التلسكوبات الأرضية المختلفة رؤية أفضل. من المتوقع أن يبلغ عرض الحفرة النهائية 3-10 أمتار (10-33 قدمًا) وعمق متر واحد (3 أقدام).
SMART-1 ، أول مركبة فضائية أوروبية ناجحة إلى القمر ، على وشك إنهاء مغامرتها الاستكشافية ، بعد ما يقرب من ستة عشر شهرًا من التحقيقات العلمية القمرية.
تم إطلاق SMART-1 في 27 سبتمبر 2003 ، ووصل إلى القمر في نوفمبر 2004 بعد دوامة طويلة حول الأرض. في هذه المرحلة ، اختبرت المركبة الفضائية لأول مرة في الفضاء سلسلة من التقنيات المتقدمة.
وشملت هذه الاستخدام الأول لمحرك أيوني (الدفع الكهربائي الشمسي) للرحلات بين الكواكب ، بالاشتراك مع مناورات مساعدة الجاذبية.
اختبر SMART-1 أيضًا تقنيات الاتصال في الفضاء البعيد في المستقبل للمركبات الفضائية ، وتقنيات لتحقيق الملاحة المستقلة في المركبات الفضائية ، والأدوات العلمية المصغرة ، المستخدمة لأول مرة حول القمر.
تم التخطيط في البداية للعمل لمدة ستة أشهر حول القمر ، وتم منح SMART-1 لاحقًا تمديد مهمة لمدة عام آخر ، على وشك الانتهاء الآن. ستصطدم المركبة الفضائية بسطح القمر من خلال تأثير صغير متوقع حاليًا في 3 سبتمبر 2006 ، الساعة 07:41 بتوقيت وسط أوروبا (05:41 بتوقيت المحيط الهادئ) أو الساعة 02:37 بتوقيت وسط أوروبا (00:37 بتوقيت المحيط الهادئ) ، مع عدم اليقين بسبب المعرفة غير المكتملة من تضاريس القمر. الإحداثيات المتوقعة للتأثير عند 5:41 UT تقع على بعد حوالي 36.44º جنوبًا من خط العرض و 46.25º غربًا من خط الطول.
مناورات للتأثير
إذا تركت على مدار مدارها القمري ، لكانت SMART-1 قد أصابت القمر بشكل طبيعي في 17 أغسطس 2006 على الجانب القمري البعيد ، غير مرئية من الأرض.
بدأت سلسلة من المناورات لمدة أسبوعين في 19 يونيو واختتمت في 2 يوليو سمحت لـ SMART-1 بتعديل مدارها لتجنب تقاطع المركبة الفضائية مع القمر في وقت غير موات من وجهة النظر العلمية ، وللحصول على أداة صغيرة مفيدة مهمة "التمديد".
يمكن إجراء سلسلة أخرى من المناورات الطفيفة في 27 و 28 يوليو و 25 أغسطس و 1 و 2 سبتمبر 2006 لضبط مسار SMART-1.
لماذا 3 سبتمبر؟
تم اختيار 3 سبتمبر لتأثير القمر على قرار الحصول على مزيد من البيانات القمرية عالية الدقة من المدار والسماح للتلسكوبات الأرضية برؤية التأثير من الأرض.
في 3 سبتمبر 2006 ، سيكون خطر SMART-1 ، بالتزامن مع نقطة التأثير ، على المنطقة القمرية المسماة "بحيرة التميز" ، الواقعة عند خطوط العرض الوسطى الجنوبية. هذه المنطقة مثيرة جدا للاهتمام من وجهة النظر العلمية. وهي منطقة بركانية محاطة بالمرتفعات ، ولكنها تتميز أيضًا بعدم تجانس المعادن الأرضية.
في وقت الاصطدام ، ستكون هذه المنطقة في الظلام على الجانب القريب من القمر ، بالقرب من النهاية - الخط الذي يفصل جانب النهار القمري عن الجانب الليلي. ستظل المنطقة مظللة من أشعة الشمس المباشرة ، لكنها ستضاء بشكل خافت من ضوء الأرض - من خلال ضوء الأرض. سيأخذ مدار المركبة الفضائية المنطقة فوق كل خمس ساعات ، لينزل بمقدار كيلومتر واحد عند كل ممر. من الأرض ، سيكون ربع القمر مرئيًا في ذلك الوقت.
هذه الهندسة مثالية للسماح بالملاحظات الأرضية. في الواقع ، خلال اكتمال القمر ، كان من شأن اللمعان أن يحجب التأثير تمامًا على المراقبين الأرضيين ، وخلال القمر الجديد سيكون من الصعب أيضًا ، لأن القمر الجديد لا يكون مرئيًا إلا لبضع ثوان بعد غروب الشمس. علاوة على ذلك ، فإن التأثير في الظلام يفضل الكشف عن وميض التصادم.
كما ستحاول التلسكوبات الأرضية رصد الغبار الناتج عن الارتطام ، أملاً في الحصول على بيانات فيزيائية ومعدنية على السطح المحفور بواسطة المركبة الفضائية.
سيكون وقت التأثير المتوقع (07:41 CEST) جيدًا للتلسكوبات الكبيرة في جنوب وشمال غرب الأمريكتين وهاواي وربما أستراليا. ولكن إذا ضرب SMART-1 تلًا على ممره السابق ، حوالي الساعة 02:37 بتوقيت وسط أوروبا في 3 سبتمبر ، فيمكن ملاحظته من جزر الكناري وأمريكا الجنوبية. إذا ضرب SMART-1 تلًا على الممر في 2 سبتمبر في الساعة 21:33 بالتوقيت الصيفي لوسط أوروبا ، فإن التلسكوبات في أوروبا القارية وأفريقيا ستحصل على الميزة.
محاصر بالجاذبية القمرية
عندما تدور مركبة فضائية حول القمر ، مثل SMART-1 ، محكوم عليها بقانون الجاذبية. القاطرات من الشمس والأرض والمخالفات في القمر نفسه ، كلها تزعج مدارها. عاجلاً أم آجلاً ، سيؤثر أي مداري قمري على سطح القمر ما لم يكن هناك كميات كبيرة جدًا من الوقود متبقية ليتم تعزيزها والهروب من الجاذبية القمرية.
إن الانفصال عن جاذبية القمر والانطلاق إلى الفضاء العميق كان يعني إلغاء برنامج العلوم SMART-1 بالكامل. في الواقع ، في الوقت الذي كان فيه SMART-1 في مداره حول القمر ، كان هناك ما يكفي من الوقود الدافع المتبقي لتعزيز مداري ، ولكن ليس للهروب ، لذلك كانت المركبة الفضائية "سجين" حقيقي للقمر.
لقد نجا SMART-1 لفترة أطول بكثير مما كان متوقعًا عندما كانت المهمة العلمية المخططة أصلاً لمدة 6 أشهر. كان محركها الأيوني التجريبي ، المدعوم من الشمس ، فعالاً للغاية. في الوقت الذي استقر فيه SMART-1 في مداره التشغيلي حول القمر في مارس 2005 ، لم يكن هناك سوى 7 كيلوغرامات من الوقود الدافع (غاز الزينون المعبأ في زجاجات) من أصل 84 كيلوغرامًا متاحًا عند الإطلاق.
استخدم مهندسو وكالة الفضاء الأوروبية جميع الزينون المتبقي لتجنب تحطم مبكر في سبتمبر 2005 ، بعد مناورات لإعادة تعزيز المدار. ونتيجة لذلك ، اكتسب SMART-1 عامًا إضافيًا من العمر التشغيلي في مداره القمري ، لصالح كبير لعلماء الفضاء والمهندسين في أوروبا.
من دافع زينون ، استخدم SMART-1 دفعات الهيدرازين الخاصة به لإجراء المناورة الرئيسية الأخيرة في نهاية يونيو 2006 لزيادة عمر المهمة والفوز بثلاثة أسابيع أخرى من العمليات.
أي ضرر للقمر؟
قبل ما يقرب من 50 عامًا ، في عام 1959 ، كانت المركبة الفضائية الروسية لونا 2 أول جسم من صنع الإنسان يضرب القمر. منذ ذلك الحين قام العديد من الآخرين بنفس الشيء ، دون أي ضرر ملحوظ ، وسيكون تأثير SMART-1 أكثر ليونة من تأثير أي تأثير من صنع الإنسان حتى الآن.
عندما يصل SMART-1 إلى سطح القمر ، فسوف يسافر بسرعة 2 كم في الثانية. هذا أبطأ بكثير من نيزك طبيعي - على سبيل المثال نيازك ليونيد تصل إلى القمر بسرعة 70 كيلومترًا في الثانية. سوف يدخل SMART-1 بزاوية نظرة خاطفة - مثل طائر التزلج. قد يصطدم SMART-1 بتلة شديدة الانحدار بسرعة 7000 كيلومتر في الساعة ، ولكن الأمر الأكثر ترجيحًا هو أنه سوف ينزلق على جزء مسطح من سطح القمر ، حيث يسقط 15 مترًا في آخر كيلومتر من الحركة الأمامية. عند الارتطام ، ستكون سرعته الرأسية 70 كيلومترًا فقط في الساعة ، وهو أقل مما يحققه بعض لاعبي التزلج.
من المحتمل أن ينزلق SMART-1 لمسافة قصيرة بعد الاصطدام ، ويلقي الغبار قبله ويرش الغبار على أي من الجانبين مثل أجنحة الفراشة. يبلغ عرض الحفرة التي صنعها SMART-1 من 3 إلى 10 أمتار وربما عمقها متر. يحتوي القمر بالفعل على 100000 فوهة يبلغ عرضها أكثر من أربعة كيلومترات ، وكل يوم تجعل العديد من النيازك الصغيرة فوهات بحجم SMART-1.
كل عنصر كيميائي موجود على SMART-1 وفي معداته موجود بشكل طبيعي على القمر. على سبيل المثال الألومنيوم والحديد شائعان جدًا. الهيدروجين والكربون والنيتروجين أكثر ندرة على سطح القمر ، لكنهم يصلون بشكل طبيعي إلى السطح من الرياح الشمسية ومن آثار الشظايا الجليدية للمذنبات التي تحتوي على العديد من العناصر. من وجهة النظر هذه ، يمكن للمرء أن يعتبر SMART-1 كمذنب اصطناعي. علاوة على ذلك ، سوف يحترق hydrazine الصغير المتبقي في الدفعات SMART-1 فورًا عند الارتطام.
الملاحظات الأخيرة
أثناء الاقتراب القمري القريب ، ستحتوي كاميرا AMIE على متن SMART-1 على مناظر مائلة لبعض المناطق التي نظرنا إليها سابقًا بشكل عمودي فقط ، مما يوفر نوعًا من الرؤية ثلاثية الأبعاد للسطح. ومع ذلك ، نظرًا لأن التأثير سيحدث في منطقة مظلمة من القمر ، فمن غير الممكن أن تتوقع رؤية الكثير بالضوء المرئي أثناء الهبوط النهائي.
خلال المدارات الأخيرة ، سيكون للأجهزة الأخرى الموجودة على متن الطائرة ، بما في ذلك تلسكوب الأشعة السينية D-CIXS ومقياس طيف الأشعة تحت الحمراء SIR ، رؤية تفصيلية لبعض المناطق القمرية من ارتفاعات منخفضة للغاية.
قد تشاهد التلسكوبات القوية على الأرض وميضًا خافتًا من الارتطام نفسه ، تليها سحابة من الغبار يلقى بها الارتطام ، ربما بعرض 5 كيلومترات. سوف يحجب الغبار رؤية جزء من سطح القمر لمدة 5 أو 10 دقائق. سيعطي سلوك السحابة معلومات قيمة حول أحداث التأثير بشكل عام ، في حين أن تحليل الضوء من الغبار ، مع مطياف في التلسكوبات ، قد يكشف عن المواد المحفورة بالتأثير من أسفل سطح القمر.
ستعتمد الملاحظات على التوهج الخافت لضوء الأرض - ما لم يتم إلقاء بعض سحابة الغبار على مسافة تزيد عن 20 كيلومترًا فوق سطح القمر. في هذه الحالة ، سيضاء ضوء الشمس مباشرةً وسيظهر أكثر إشراقًا لبضع دقائق. قد يتمكن علماء الفلك الهواة من اكتشاف سحابة الغبار المضاءة بنور الشمس بمناظيرهم وتلسكوباتهم الصغيرة.
المصدر الأصلي: بيان صحفي لوكالة الفضاء الأوروبية
