في أقل من أربع سنوات ، تخطط ناسا لهبوط أول امرأة والرجل التالي على القمر كجزء من مشروع أرتميس . هذه العودة التي طال انتظارها إلى القمر ستتبعها بناء بوابة القمر ، ومعسكر قاعدة أرتميس ، وبرنامج 'استكشاف القمر المستدام'. إن خلق وجود بشري دائم على القمر سيخلق أيضًا العديد من الفرص للبحث العلمي المثير.
على سبيل المثال ، يريد علماء الفلك إجراء علم الفلك الراديوي على الجانب البعيد من القمر ، حيث يمكن للتلسكوبات أن تسبر أقرب فترة للكون خالية من التداخل الراديوي الأرضي. أخذ هذه خطوة إلى الأمام ، فريق من علماء الفلك أوصت مؤخرا أن تلسكوبًا لاسلكيًا على الجانب الآخر من القمر (أو في مدار حول القمر) يمكن أن يساعد في مجال مهم آخر من البحث: البحث عن ذكاء خارج الأرض (SETI)!
كان الاقتراح موضوع تقرير أبيض تم تقديمه إلى الأكاديمية الوطنية للعلوم (NAS) المسح العقدي لعلوم الكواكب والبيولوجيا الفلكية 2023-2032 . قاد الفريق الذي يقف وراءه إريك ج. ميشود ، وهو طالب جامعي في الرياضيات في جامعة كاليفورنيا في بيركلي ، وضم أعضاء من معهد SETI ، ال معهد علوم الفضاء وعلم الفلك في جامعة مالطا ، ومبادرات الاختراق.
رسم توضيحي لرواد فضاء Artemis على القمر. ائتمانات: ناسا
كما أوضحوا ، تم التعرف على إمكانات علم الفلك الراديوي القمري منذ أيام برنامج أبولو . تجدد الاهتمام خلال أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين ، في الوقت الذي تم فيه اتخاذ الخطوات الأولى نحو عودة رواد الفضاء إلى القمر ( برنامج كوكبة ). مع تطور خطط وكالة ناسا خلال العقد الماضي - 'القمر إلى المريخ' وبرنامج Artemis - حان الوقت الآن لحدوث التخطيط الضروري.
كان الدكتور بيت ووردن ، رئيس مؤسسة Breakthrough Prize Foundation والمدير السابق لمركز أبحاث Ames التابع لناسا ، مؤلفًا مشاركًا في الورقة. كما قال لـ Universe Today عبر البريد الإلكتروني ، فإن الحاجة إلى إنشاء موقع لمثل هذا التلسكوب ملحة:
'هناك بعض الإلحاح في إنشاء احتياطي للراديو بعيد الجانب على سطح القمر قبل أن نحصل على المشكلة المتزايدة التي نواجهها في مدار الأرض مع التداخل البصري من أقمار الاتصالات. نحن قلقون بالفعل بشأن أقمار الاتصالات الصينية - لذلك يجب أن يكون هذا إجماعًا عالميًا الآن! '
تم استكشاف مزايا علم الفلك القمري بإسهاب. بالنسبة للمبتدئين ، سيسمح التلسكوب الراديوي الموجود في مدار القمر أو في مداره بإجراء تجارب علم الفلك الراديوي شديدة الحساسية. على الأرض ، تعتبر نطاقات الراديو الأكثر شيوعًا المستخدمة للاتصال مربحة أيضًا لأبحاث SETI. لسوء الحظ ، فإن استخدامها الشائع يجعلها عرضة لقدر كبير من التدخل.
صورة إذاعية من سماء الليل. الائتمان: MPIA / Glyn Haslam.
على هذا النحو ، توجد التلسكوبات الراديوية الموجودة على الأرض في أجزاء من العالم بها حد أدنى من 'التلوث اللاسلكي' ، مثل الصحاري والمناطق النائية. ولكن قد يكون الجانب البعيد من القمر هو المكان الأكثر 'هدوءًا لاسلكيًا' في النظام الشمسي. كما أوضح Michaud لـ Universe Today عبر البريد الإلكتروني ، تشمل هذه المزايا القدرة على المسح:
'الترددات التي يغلب عليها [تداخل الترددات الراديوية] RFI ، فضلاً عن الترددات المنخفضة جدًا المحظورة بواسطة طبقة الأيونوسفير. الذهاب إلى الفضاء يحل مشكلة الأيونوسفير ، والذهاب إلى القمر يخفف من مشكلة RFI '.
كما أشاروا في دراستهم ، يمكن تخفيف الضوضاء الراديوية بشكل خاص إذا تم اختيار فوهة بركان كموقع لمرصد سطحي. تشمل بعض المواقع المختارة فوهات Saha و Tsiolkovsky و Malapert و Daedalus ، والتي تم اختيارها جميعًا كمواقع محتملة من خلال مقترحات علم الفلك القمري السابقة. في مثل هذه البيئة ، تمنع جدران الحفرة التداخل القادم من المدارات أو المركبات الفضائية.
بطبيعة الحال ، فإن وجود تلسكوب على سطح القمر له بعض العيوب أيضًا. على سبيل المثال ، سيتطلب المرصد مهمة هبوط لإيصاله إلى السطح ، وهو أمر أكثر تعقيدًا من إرسال بعثات إلى المدار. هنا ، يستخدم ميشود وزملاؤه وكالة الفضاء الإسرائيلية بيريشيت وهبوط القمر Vikram التابع لـ ISRO (جزء من شاندرايان -2 المهمة) كأمثلة ، كلاهما هبط على السطح.
مركبة الهبوط الصينية Chang’e-4 على سطح القمر. الائتمان: CNSA / CLEP
عيب آخر هو أن المسبار لن يكون قادرًا على سحب الطاقة الشمسية خلال ليلة القمر التي تستمر 14 يومًا ، مما يعني أنه يجب أن يأتي مع بطارية كبيرة. ستكون الاتصالات أيضًا تحديًا نظرًا لأن الجانب البعيد من القمر لا يكون أبدًا على خط رؤية مباشر مع الأرض. الصين التغيير 4 تتعامل المهمة مع هذا عن طريق نقل اتصالاتها إلىكويكياوالمدار ، الذي يدور حول القمر عند نقطة الأرض والقمر L2.
من ناحية أخرى ، فإن إطلاق تلسكوب قمري في مدار القمر سيكون أرخص في الإطلاق ويمكن أن يدعم أيضًا هوائيًا أكبر - لأن انعدام الوزن في المدار سيلغي الحاجة إلى هيكل داعم. ولكن بطبيعة الحال ، فإن مثل هذه المهمة لها نصيبها من العيوب ، مثل حقيقة أن RFI قد يكون أكثر من مجرد مشكلة على الجانب البعيد.
تعني طبيعة مجال الجاذبية للقمر أيضًا أن معظم المدارات القمرية غير مستقرة بطبيعتها ، مما يؤدي إلى الاضمحلال المداري. لحسن الحظ ، أشار ميشود وزملاؤه إلى أن هناك العديد من 'المدارات المتجمدة' حيث يمكن أن تظل المركبة المدارية مستقرة لسنوات. كما يشرح ميشود ، يجب القيام بالكثير من العمل قبل أن يتحقق مرصد SETI القمري:
'تتمثل إحدى نقاط الضعف الرئيسية في الورقة في أنها محايدة إلى حد ما بشأن الكيفية التي يجب أن يظهر بها التلسكوب في مدار القمر أو على سطح القمر على وجه التحديد. أعتقد أن الخطوة التالية ستكون تطوير بعض التصميمات المحددة لمركبة مدارية. يجب أيضًا إجراء بعض الحسابات لتحديد أفضل مدار لمثل هذا الجهاز '.
رسم توضيحي للفنان لبدلة الفضاء الجديدة التي تصممها ناسا لرواد فضاء أرتميس. إنها تسمى xEMU ، أو وحدة التنقل خارج المركبة الاستكشافية. الائتمان: ناسا
في غضون ذلك ، يدعي الدكتور ووردن أن وكالة ناسا والمجتمع الفلكي الدولي قد بدأوا بداية رائعة مشروع أرتميس و ال الحبال أرتميس . لا تعمل هذه العناصر على تسهيل العودة إلى القمر فحسب ، ولكنها أيضًا وضعت إطارًا للشراكات بين الدول وبين القطاعين العام والخاص. يوضح الدكتور ووردن أن هذا سيكون ضروريًا لإنشاء البنية التحتية والدعم المطلوب:
“هذا علم مهم. أنا مقتنع بأنه يمكننا البدء في وضع هذه المراصد على الجانب البعيد من القمر باستخدام أنظمة مثل بلو مون من بلو اوريجين لوضع تلسكوب لاسلكي بعيد المدى بحلول منتصف هذا العقد. يمكن مقارنة تكلفة مثل هذا المشروع بالمراصد الأرضية الرئيسية ، والتي يمكن أن تصل قيمتها إلى مئات الملايين من الدولارات. وهذا يعني أنه يمكن تمويل النظام ، جزئيًا ، من قبل فاعلي الخير من القطاع الخاص مثلما هو الحال اليوم في مراصدنا الأرضية الجديدة الرئيسية '.
من أكثر الأشياء إثارة حول العودة الوشيكة إلى القمر أنواع العلم والبعثات الإضافية التي سيسمح بها. بمجرد وضع جميع البنية التحتية اللازمة - بوابة القمر ، معسكر قاعدة أرتميس ، وما إلى ذلك - سيتمكن رواد الفضاء من القيام بمهام إلى السطح بتردد أكبر ولفترات زمنية أطول.
على المدى الطويل ، يمكن بناء مرافق تسمح بعلم الفلك القمري وعلوم القمر والسياحة القمرية. الدروس المستفادة من هذه المساعي قد تفتح الباب (نجرؤ على الأمل) لتسوية دائمة على القمر. نظرًا لأن كل هذا سيبدأ في غضون بضع سنوات فقط ، فقد حان الوقت للتخطيط لذلك!
قراءة متعمقة: arXiv