سازمان پژوهشهای هوافضای ژاپن (JAXA) از ثبت یک رکورد بیسابقه در اکتشافات فضایی خبر داد؛ کاوشگر هایابوسا-۲ (Hayabusa-2) توانست برای نخستین بار در تاریخ بشر، فاصله تا یک سیارک را با استفاده از فناوری لیزر و به شکل مستقیم اندازهگیری کند. این عملیات در جریان عبور نزدیک این فضاپیمای رباتیک از کنار سیارک ریوگو (Ryugu) در تابستان گذشته انجام شد.
عملیات دقیق لایدار در فاصله ۱۵ تا ۲۰ کیلومتری
به گزارش پایگاه ژاپنی، مهندسان ماموریت با استفاده هوشمندانه از فرصت پرواز کناری هایابوسا-۲ از ریوگو، ارتفاعسنج لیزری موسوم به لایدار (Lidar) نصبشده روی کاوشگر را فعال کردند. این ابزار که در اصل برای ناوبری و نقشهبرداری طراحی شده، با ارسال پالسهای لیزری و دریافت بازتاب آن، فاصله دقیق تا سطح هدف را محاسبه میکند.
بر اساس اعلام JAXA، اندازهگیری فاصله در دو نوبت بسیار حساس و در اوج نزدیکی کاوشگر به سیارک انجام شد؛ نخست در ساعت ۱۸:۲۹:۵۶.۵ و سپس تنها یک ثانیه بعد در ساعت ۱۸:۲۹:۵۷.۵ روز ۵ ژوئیه به وقت جهانی. در این دو لحظه، فاصله کاوشگر تا ریوگو به ترتیب حدود ۲۰ کیلومتر و ۱۵ کیلومتر برآورد شده است.
موفقیت این آزمایش به هیچ وجه ساده نبود. تیم کنترل ماموریت میبایست مسیر حرکت، سرعت و جهتگیری فضاپیما را با دقت میکرونی تنظیم میکرد تا پرتو لیزر دقیقا به سطح سیارک برخورد کرده و سیگنال بازگشتی ضعیف آن در میان نویز شدید پسزمینه فضا قابل تشخیص باشد. تنظیم دقیق ابزارها و فیلتر کردن سیگنالهای ناخواسته، از چالشهای اصلی این عملیات پیچیده عنوان شده است.
لایدار فقط فاصلهسنج نیست
اهمیت این دستاورد فراتر از یک عدد فاصله است. به گفته متخصصان JAXA، ارتفاعسنج لیزری هایابوسا-۲ قابلیتهای بسیار گستردهتری دارد و میتواند اطلاعات کلیدی دیگری را نیز از جرم هدف استخراج کند:
- سنجش چگالی و تخلخل سطح: با تحلیل شدت و شکل موج بازگشتی، میزان فشردگی و حفرهدار بودن سنگهای سطح سیارک مشخص میشود.
- اندازهگیری بازتابپذیری (آلبدو): میزان بازتاب نور لیزر، ترکیب کانیشناختی و رنگ سطح را آشکار میکند.
- مدلسازی سهبعدی دقیق: ترکیب دادههای فاصله با تصاویر دوربینها، امکان ساخت مدل توپوگرافی بسیار دقیق از سیارک را فراهم میآورد.
همین قابلیتهای چندگانه است که لایدار را به ابزاری حیاتی برای ماموریتهای نمونهبرداری و فرود روی اجرام کوچک منظومه شمسی تبدیل کرده است.
چرا اندازهگیری لیزری ریوگو اینقدر مهم بود؟
شاید در نگاه اول این پرسش مطرح شود که وقتی ریوگو تنها یک هدف میانی در مسیر طولانی ماموریت هایابوسا-۲ محسوب میشود، چرا باید چنین تلاش پرریسکی برای آن انجام گیرد؟ پاسخ در محدودیتهای تصویربرداری نهفته است.
تعیین ابعاد واقعی یک جرم آسمانی تنها با اتکا به عکسها، بدون دانستن فاصله دقیق دوربین تا هدف، همواره با خطای زیادی همراه است. دوربین میتواند شکل ظاهری را نشان دهد، اما مقیاس واقعی را نه. اندازهگیری لیزری اما این حلقه مفقوده را کامل میکند و به دانشمندان اجازه میدهد ابعاد را با دقت متر محاسبه کنند.
اکنون و به لطف همین دو شلیک لیزری موفق، ابعاد ریوگو با قطعیت بسیار بیشتری مشخص شده است: این سیارک جسمی سنگریزهای و کشیده با طول تقریبی ۸۴۰ متر و قطر حدود ۳۴۰ متر است. پیش از این، برآوردها بازه وسیعتری را نشان میدادند.
مدار ایمنتر و خیال آسوده از عدم برخورد با زمین
دستاورد دیگر این فاصلهسنجی تاریخی، بهبود خیرهکننده دقت تعیین مدار ریوگو است. دادههای جدید باعث شده حاشیه خطای محاسبه مدار این سیارک از ۴۹.۵ کیلومتر به تنها ۰.۷۸ کیلومتر کاهش یابد؛ یعنی دقتی حدود ۶۳ برابر بیشتر.
این جهش در دقت، برای ارزیابیهای بلندمدت ایمنی زمین حیاتی است. بر اساس محاسبات بهروز شده، مدار ریوگو اکنون با اطمینان بسیار بالاتری شناخته شده و بررسیها نشان میدهد این جرم حداقل در آینده قابل پیشبینی، هیچ خطر برخوردی برای سیاره ما نخواهد داشت.
سیارک ریوگو از نوع سیارکهای کربنی و غنی از مواد آلی اولیه است و به همین دلیل از نظر علمی ارزش فراوانی برای درک منشأ منظومه شمسی و حتی منشأ آب و حیات روی زمین دارد. هایابوسا-۲ پیشتر نیز با فرود بر سطح این سیارک و جمعآوری نمونه، تاریخساز شده بود و نمونههای آن در سال ۲۰۲۰ به زمین بازگردانده شد.
گامی به سوی اکتشافات دقیقتر در اعماق فضا
موفقیت ژاپن در فاصلهسنجی لیزری تا یک سیارک، یک نمایش فناوری صرف نیست؛ الگویی برای ماموریتهای آینده به شمار میرود. با اثبات کارایی لایدار در چنین فواصل و شرایط دشواری، حالا میتوان با اطمینان بیشتری از این فناوری برای ناوبری خودکار فضاپیماها در نزدیکی اجرام کوچک، انتخاب محل فرود ایمن و حتی ماموریتهای دفاع سیارهای برای منحرف کردن سیارکهای خطرناک استفاده کرد.
آژانس فضایی ژاپن تاکید کرده است که تجربه به دست آمده از عملیات ریوگو، در طراحی نسل بعدی کاوشگرهای اکتشافی این کشور و همکاریهای بینالمللی برای کاوش سیارکها و دنبالهدارها به کار گرفته خواهد شد؛ ماموریتهایی که درک ما از تاریخچه منظومه شمسی را متحول خواهند کرد.
نظرات (0)