يجد الباحثون في الجامعة الوطنية الأسترالية (ANU) استخدامات جديدة للتقنية القائمة على الليزر التي تزيد من حدة صور التلسكوب - تسمى البصريات التكيفية - وقد تساعد فقط في التخفيف من مشكلة الحطام الفضائي المتنامية في العالم. يمكن لليزر المصمم لغرض معين أن يمنح الأقمار الصناعية المهجورة 'دفعة' بسيطة من الفوتونات ، مما يمنح طاقة كافية لتغيير مدار الحطام ومنع حدوث تصادم وشيك.
لليزر تاريخ طويل في علم الفلك. التلسكوبات في الفضاء ، مثل هابل ، قادرة على التقاط صور مذهلة لأنها ليست مضطرة للتعامل مع تشويه الغلاف الجوي (التأثير الذي يتسبب في ظهور النجوم في 'وميض' في سماء الليل). لكن التلسكوبات الفضائية لا يمكن إلا أن تكون كبيرة جدًا ، لذا يمكن للمراصد الأرضية أن توفر قدرًا أكبر من القدرة على الرؤية ، مع القليل من المساعدة من البصريات التكيفية.
كأستاذ ANU تشرح سيلين دورجفيل ذلك ، 'بدون البصريات التكيفية ، يرى التلسكوب كائنًا في الفضاء مثل نقطة من الضوء. هذا لأن غلافنا الجوي يشوه الضوء الذي ينتقل بين الأرض وتلك الأجسام. ولكن مع البصريات التكيفية ، تصبح هذه الكائنات أسهل في الرؤية وتصبح صورها أكثر وضوحًا. بشكل أساسي ، تخترق البصريات التكيفية التشوه في غلافنا الجوي ، مع التأكد من أنه يمكننا أن نرى بوضوح الصور المذهلة التي تلتقطها تلسكوباتنا القوية. '
سيلين دورجفيل مع تلسكوب EOS 1.8 متر في مرصد Mount Stromlo ، والذي يستخدم بصريات تكيفية لتتبع الأقمار الصناعية وتصويرها. حقوق الصورة: سيلين دورجفيل / الجامعة الوطنية الأسترالية.
يعمل النظام عن طريق تسليط ليزر قوي في السماء ، وإثارة الجسيمات في طبقة الصوديوم الموجودة بالقرب من حافة الفضاء (تتكون الطبقة من احتراق النيازك). تظهر ذرات الصوديوم المثارة للتلسكوب مثل نجم اصطناعي لامع - ساطع بدرجة كافية بحيث يمكن استخدامه لقياس كيفية تشويه الغلاف الجوي للضوء في طريقه إلى التلسكوب. باستخدام هذه المعلومات ، يمكن أن تتشوه مرآة التلسكوب بشكل طفيف دائمًا لإلغاء التأثيرات الجوية. يجب أن تفعل ذلك آلاف المرات في الثانية لمواكبة الظروف الجوية المتغيرة باستمرار.
تعمل هذه التقنية بشكل جيد لرصد النجوم والمجرات البعيدة ، والتي تتحرك ببطء عبر السماء ، لكن باحثو ANU قاموا بتحسين التكنولوجيا للسماح لها بتتبع الأقمار الصناعية سريعة الحركة والحطام الفضائي.
إذا كانت قطعة من الحطام الفضائي في مسار تصادم مع جسم آخر (وهو ما يحدث أكثر ترددا مما نود أن نفكر فيه) ، فإن ليزر التتبع باستخدام البصريات التكيفية يمكن أن يوجه ليزر الأشعة تحت الحمراء الثانوي إلى الهدف ، مما قد يدفع بالفضاء غير المرغوب فيه إلى مسار مختلف. يمكن لنظام من هذه الليزرات حول العالم أن يمنع حدوث تصادمات كارثية.
تمثيل الأجسام في مدار الأرض. ما يقرب من 95٪ من الأجسام عبارة عن حطام مداري وليست سواتل عاملة. الائتمان: ناسا.
ومع ذلك ، فإن مثل هذا النظام يمثل تحديًا سياسيًا. قد تكون هناك حاجة إلى الابتكار في التنظيم وفي قانون الفضاء الدولي إلى جانب التحسينات التكنولوجية. قد يؤدي سوء استخدام الليزر الذي يغير المسار إلى خلق مستنقع دبلوماسي ، على الرغم من أن فوائد التعاون العالمي بشأن قضية النفايات الفضائية واضحة. إذا كنا محظوظين ، فقد يكون بحث ANU هو الحافز للوائح تعاونية جديدة في هذا المجال.
كما أن لأبحاث ANU قيمة في مجال الاتصالات. يأمل الشريك التجاري في برنامج البحث ، Electro Optic Systems (EOS) ، في استخدام النظام لتطوير الاتصالات القائمة على الليزر بين الأقمار الصناعية والأرض.
في جميع المجالات ، تعمل البصريات التكيفية على تحويل الليزر إلى واحدة من أكثر الأدوات المفيدة المتاحة لنا في استكشاف الفضاء ، ومستقبلهم ، معذرة التورية ، مشرق.
قراءة متعمقة:
- ' ليزر جديد للمساعدة في تطهير السماء من الحطام الفضائي . 'ANU.
- توني ترافويلون وسيلين دورجفيل وفرانسيس بينيت ' فروع البصريات التكيفية . 'Scientific American.
- ستيفن فريلاند وآني هاندمر ، ' ليس حجم الليزر لديك ، بل كيفية استخدامه: قانون الفضاء جزء مهم من مكافحة الحطام الفضائي. 'المحادثة.
الصورة المميزة: انطباع الفنان عن التلسكوب الكبير للغاية. الائتمان: ESO / L. كالسادا.
