تكنولوجيا

كيف يمكن لوحدة بيريشيت الإسرائيلية أن تساعد في عمليات الهبوط المستقبلية على سطح القمر

إرسالها إلى القمر الإسرائيلي الخاصفي 11 أبريل ، يجب أن تهبط المركبة الفضائية بيريشيت في فوهة بحر كلاريتي ، التي تقع في نصف الكرة الشمالي من الجانب المرئي من القمر الصناعي الطبيعي. يوجد على متن المركبة الفضائية جهاز صغير ، سيؤدي التحقق الناجح منه إلى جعل الأمر أكثر دقة (مع وجود خطأ يصل إلى عدة سنتيمترات) لحساب مواقع الهبوط للبعثات الروبوتية وكذلك المأهولة على سطح القمر الصناعي للأرض.

المركبة الفضائية "Berishit" ، مع اسميتم ترجمة العبرية على أنها "في البداية ، تم إرسالها إلى القمر الصناعي Earth في 21 فبراير. الباحث عن الأبحاث هو من بنات أفكار المؤسسة الإسرائيلية غير الربحية SpaceIL و Israel Aerospace Industries. كجزء من الرحلة ، قام الجهاز بإجراء العديد من المناورات التصحيحية المخططة حول الأرض ، والتي أصبحت تقريبًا تدور حول مدار حول القمر الصناعي.

جنبا إلى جنب مع وحدة الهبوط "Bereshit" على سطح القمرتم إرسال جهاز صغير يسمى المسترد. تم توفيره من قبل وكالة الفضاء الأمريكية ناسا. الجهاز عبارة عن نظام من مرايا الكوارتز المغلقة داخل إطار من الألومنيوم على شكل قبة.

تناسب دقيق

إذا "Bereshit" أقمار بنجاح في 11 أبريل ، ثميستخدم القمر الصناعي الذي يدور حول المركبة الفضائية التابعة لناسا (LRO) ، والذي يدور حول القمر الصناعي ، مقياس الارتفاع الخاص به (جهاز لقياس الارتفاع) و "حرائق" عاكس وحدة الهبوط مع نبضات الليزر. بفضل هذا ، يقول فريق المشروع ، سيتمكنون من تحديد موقع السيارة على سطح القمر بدقة تصل إلى 10 سم.

في المستقبل ، تخطط ناسا لإرسالها إلى القمرالعديد من عاكسات الرجعية مماثلة. كل منهم سيكون بمثابة علامات إيمانية. أي أن المركبة الفضائية التي سيتم إرسالها إلى القمر ستكون قادرة على استخدام هذه الأجهزة للقيام بهبوط دقيق للغاية في المناطق المخطط لها.

العاكس الرجعية (LRA) التي تقدمها ناسال Bereshita ، تم تطويره من قبل المهندسين والعلماء من مركز إطلاق غودارد للفضاء ، وكذلك من قبل خبراء من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. تقع في الجزء العلوي من وحدة الهبوط ، لذلك يمكن رؤيتها بسهولة من المدار.

أشعة الليزر

العاكس نفسه لا يؤدي أي نشاطوظيفة. سيتم استخدامه بالاقتران مع مقياس ليزر ليزري مداري (LOLA) للمركبة الفضائية LRO. أشعة هذا الارتفاع تضرب وترتد من سطح القمر. بعد كل نبضة ، يحسب LOLA وقت حركة الحزمة إلى السطح ، وبناءً على ذلك ، يحسب المسافة إليه.

في حين أن "Bereshit" سوف تؤدي في البدايةالمهام المعينة لها ، لن تستخدم retrorefletor المثبتة عليه. يفسر ذلك حقيقة أن حزمة ليزر مقياس الارتفاع يمكن أن تتلف المعدات الحساسة الأخرى الموجودة على متن وحدة الهبوط. لتجنب ذلك ، ستجري التجربة مع عاكس الجهاز بعد أن أصبح "Bereshit" قديمًا ، كما يقول ديفيد سميث ، مدير مشروع LOLA في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا.

"تهدف هذه التجربة إلى اختبار المفهوم. وسوف تستمر أطول فترة ممكنة. ربما ، حتى يتم الحفاظ على أداة LOLA على متن الطائرة. بالمناسبة ، في يونيو من هذا العام سيكون هناك اليوبيل - الوقت الذي يكون فيه الجهاز في مدار القمر الصناعي سيكون 10 سنوات ، "يقول سميث.

بقعة ضوء

يلاحظ سميث أن نظام الليزر قد اخترعوقام بتطويره هو وزميله من مركز جودارد لرحلات الفضاء منذ حوالي 15 عامًا ، حتى بالنسبة لمهمة مركبة الفضاء فينيكس التي تعمل على المريخ.

"كان من المفترض أن هذا العاكس سوفالعمل جنبا إلى جنب مع مقياس الارتفاع ليزر مثبتة على مركبة فضائية مدار المريخ العالمية. لسوء الحظ ، بحلول الوقت الذي حطت فيه وحدة الهبوط على الكوكب الأحمر ، كانت الأداة الموجودة على المحطة المدارية معطلة ، "يوضح سميث.

وفقا للمهندس ، والغرض الرئيسي للنشرتستخدم أنظمة الليزر على المريخ والقمر هذه الأجهزة لتحديد الموقع الدقيق لأجهزة الهبوط من المحطات المدارية. ومع ذلك ، فإن الطريقة لها عيب واحد - ترتبط دقتها بتحديد حجم مساحة السطح ، التي يتم إلقاءها بواسطة نبض ليزر. حسب سميث ، فإن الليزر الذي يخلق "نقطة" قطرها 5 أمتار على سطح الجسم السماوي يتطلب نظام تأشير دقيق للغاية. في هذه الحالة ، بالطبع ، سيكون من الأسهل والملائم استخدام أشعة الليزر الأوسع لتحديد موقع العاكس ، ولكن هذا سوف يقلل بدرجة كبيرة من دقة البيانات الموجودة على موقع الجهاز على السطح.

LRO الجهاز المداري

وحيدا الليزر على سطح القمر

"نظام القياس تكييفها بشكل صحيحالمسافة يمكن أن تحل هذه المشكلة. ومع ذلك ، تم تصميم أداة LOLA لقياس الارتفاع ، وليس المسافة إلى نظام صغير من العاكسات. لكن في المستقبل القريب ، هذا هو الليزر الوحيد المتاح على القمر الصناعي لكوكبنا "، يقول سميث.

مع مساعدة من الطلقات السطحيةالمدار LRO ، والعلماء في أي حال سيكون قادرا على تحديد بدقة موقع الوحدة الإسرائيلية "Bereshit". لذلك ، ينصب التركيز في هذه التجربة على فهم مدى صعوبة قيام LRO بتحديد المسافة إلى وحدة الهبوط.

"إذا حددت موقعًا حول منطقة الهبوط قليلًاعاكسات صغيرة ، ثم في البعثات المستقبلية سيكون من الممكن زرع الجهاز مباشرة في هذه المرحلة. ويضيف سميث: "لا يحتاج هذا النظام إلى طاقة ، لذا يمكنه العمل على القمر الصناعي لعقود ، وربما لفترة أطول".

مقياس الارتفاع الليزر المداري القمري (القمرمقياس الليزر المداري ، LOLA) ، على متن مركبة فضائية تدور حول القمر ناسا. بمساعدة ذلك ، بالإضافة إلى عاكس مثبت على وحدة الهبوط "Bereshit" الإسرائيلية ، سيتمكن العلماء من معرفة موقع الهبوط الدقيق للأخير.

الفوائد المستقبلية

وفقا لسميث ، المدمجة مماثلةمن المزمع تثبيت العاكسات القديمة على أجسام سماوية أخرى ، بما في ذلك الأجسام الصغيرة ، على سبيل المثال ، نفس الكويكبات. تثبيت (أو إعادة تعيين) عدد معين من هذه العاكسات على سطح كائن ما سيتيح تحقيقات تعمل بالقرب من هذا الكائن لإجراء حسابات أكثر دقة لخصائصها ، على سبيل المثال ، لتحديد أكثر دقة سرعة الدوران ، والموقع بالنسبة إلى الأرض ، وشكلها.

"لأن العاكسات يمكن أن تعمللعقود من الزمن ، يمكن استكشاف وجوه الاهتمام في وقت واحد من قبل العديد من المركبات الفضائية في بعثات مختلفة. بالإضافة إلى ذلك ، فإن وجود هذه العاكسات على السطح سيجعل من الأسهل بالنسبة للمركبة الفضائية أن تهبط على الجسم الفضائي "، يضيف سميث.

بالطبع ، العاكسات المدمجة جدا لهانطاق محدود. وفقًا لسميث ، فإن النماذج الأولية في مركز جودارد لإطلاق الفضاء قادرة على التقاط نبضات ليزر من مسافة حوالي 10000 كيلومتر.

"وزن العاكسات المدمجة فقطحوالي 20 غراما ، ولكن باستخدام الأكبر حجما سوف تسمح لهم تحديد من مسافات أكبر بكثير. في نفس الوقت ، "الكبير" يعني أثقل. ويقول سميث إن ميزة الأصغر منها هي أنه يمكن تثبيتها على أي معدات هبوط صغيرة تقريبًا.

يمكنك مناقشة المقال في Telegram-chat.