چرا مقابله با گرد و غبار فضایی جنبه اجتناب ناپذیر سفر فضایی است؟

18 ژوئن – ناسا فاش کرد که تلسکوپ فضایی جیمز وب، رصدخانه فضایی قدرتمند جدیدش، توسط آهنرباهایی بزرگتر از حد انتظار در اعماق فضا مورد اصابت قرار گرفته و گودی کوچکی در یکی از آینه های اصلی آن ایجاد کرده است. این خبر کمی تکان دهنده بود. زیرا این برخورد تنها پنج ماه پس از آغاز سفر فضایی تلسکوپ رخ داد. با این حال، چنین حملاتی صرفا جنبه اجتناب ناپذیر سفر فضایی را منعکس می کند و قطعا درگیری های بیشتری در پیش است.

برخلاف تصور بسیاری از مردم، فضا دقیقاً خالی نیست. در منظومه شمسی، تکه های کوچک غبار کیهانی با سرعت بسیار بالا به مناطق بین سیاره های ما می روند که می تواند به ده ها هزار کیلومتر در ساعت برسد. این شهاب‌سنگ‌ها که بزرگ‌تر از یک دانه شن نیستند، اغلب قطعات کوچکی از سیارک‌ها یا دنباله‌دارها هستند که از آن‌ها حذف شده‌اند و اکنون به دور خورشید می‌چرخند و در همه جا وجود دارند. تخمین زده می شود که شهاب های کوچک در منظومه شمسی جرم کلی حدود 55 تریلیون تن دارند. اگر همه آنها در یک سنگ ترکیب شوند، تقریباً به اندازه یک جزیره می شوند.

چنین حجمی از ذرات پراکنده در فضا به این معنی است که اگر یک فضاپیما را به اعماق فضا بفرستید، قطعا در محل برخورد با یکی از این شهاب سنگ های کوچک برخورد خواهد کرد. مهندسان فضاپیما با دانستن این موضوع، وسایل نقلیه خود را با سپرهای ویژه ای ساختند تا در برابر ضربه ریزفضا مقاومت کنند. آنها اغلب از یک مانع چند لایه خاصی به نام Whipple Shield استفاده می کنند. اگر سپر مورد اصابت یک میکروشهاب سنگ قرار گیرد، ذره از لایه اول عبور می کند و بسیار تکه تکه می شود. در نتیجه، لایه دوم توسط ذرات بسیار کوچکتر مورد اصابت قرار می گیرد. چنین سپر معمولا در اطراف قسمت های حساس فضاپیما برای حفاظت بیشتر استفاده می شود.

  لنوو Legion Y90 با صفحه نمایش 144 هرتزی در 11 ژانویه رونمایی می شود.

اما با تلسکوپ فضایی جیمز وب ناسا، این حتی سخت تر است. آینه های طلاکاری شده تلسکوپ باید در معرض محیط قرار بگیرند تا نور را از نقاط دوردست کیهان به درستی جمع آوری کنند. اگرچه این آینه ها به گونه ای طراحی شده اند که در برابر ضربات خاصی مقاومت کنند، اما کم و بیش در برابر ضربه آهنرباهای بزرگتر آسیب پذیر هستند، مانند آنچه در ماه می به جیمز وب برخورد کرد. هنوز از یک دانه شن کوچکتر بود. اما بزرگتر از آن چیزی بود که ناسا پیش بینی کرده بود و به اندازه ای بزرگ بود که به یکی از آینه ها آسیب برساند.

اپراتورهای فضاپیما در حال مدل سازی تجمع ریزشهاب ها در فضا هستند تا بهتر بفهمند چند بار یک فضاپیما می تواند در هر قسمت از منظومه شمسی مورد اصابت قرار بگیرد و چند ذره می تواند به سخت افزار آنها آسیب برساند. اما حتی با این تلاش ها، فضاپیما کاملاً ایمن نخواهد بود. دیوید مالاسپینااخترفیزیکدانان دانشگاه کلرادو که در حال بررسی اثرات غبار فضایی بر فضاپیما هستند، به Varge News گفتند: «همه چیز محتمل است». فقط می توان گفت که من این فرصت را دارم که با چنین ذره ای روبرو شوم. اما اینکه اصلاً او را بزنی بستگی به شانس دارد.

انواع مختلف سپر شلاقی

نمونه هایی از انواع سپر شلاقی.

میکروسفالی می تواند ریشه های مختلفی داشته باشد. آنها می توانند ذرات باقی مانده از برخوردهای پرسرعت در فضا باشند که سنگ های فضایی را به قطعات کوچک خرد می کنند. سیارک ها و دنباله دارها نیز در طول زمان با ذرات کیهانی و فوتون های خورشیدی بمباران شده و به قطعات کوچک متلاشی می شوند. یک سیارک همچنین می تواند به دلیل کشش گرانشی قوی خود در نزدیکی سیاره بزرگی مانند مشتری سقوط کند. یا یک جسم می تواند منبسط شود و با نزدیک شدن بیش از حد به خورشید و گرم شدن بیش از حد، منبسط شده و تکه تکه شود. حتی شهاب‌سنگ‌های بین‌ستاره‌ای نیز وجود دارند که دورتر از محله‌های فضایی وارد منظومه شمسی می‌شوند.

مقالات مرتبط:

سرعت متوسط ​​این ذرات که به طور متوسط ​​به حدود 20 کیلومتر در ثانیه می رسد به مساحت فضا و مسیری که آنها به دور ستاره ما طی می کنند بستگی دارد. اینکه آیا آنها با سفینه فضایی شما برخورد خواهند کرد یا نه بستگی به مکانی دارد که وسیله نقلیه شما در فضا است و با چه سرعتی حرکت می کند. به عنوان مثال، کاوشگر خورشیدی پارکر ناسا، نزدیکترین جسم ساخته شده توسط انسان به خورشید، در حال حاضر با حداکثر سرعت بیش از 643000 کیلومتر در ساعت حرکت می کند. مالاسپینا که در حال بررسی برخورد شهاب‌سنگ‌ها با کاوشگر خورشیدی پارکر است، می‌گوید این فضاپیما در متراکم‌ترین قسمت منطقه به نام منطقه ابر دایره‌البروج پرواز می‌کند. این ابر متراکم از ذرات کیهانی است که به منظومه شمسی ما نفوذ می کند. بنابراین، کاوشگر خورشیدی پارکر بیشتر از جیمز وب در معرض گرد و غبار فضایی قرار دارد و بسیار سریعتر با این ذرات برخورد می کند.

  چرا یادآوری خاطرات ناراحت کننده همیشه باعث شرمندگی می شود

کاوشگر خورشیدی پارکر به ما درک بهتری از مدارهای خورشید می دهد. اما ما همچنین درک نسبتا خوبی از تجمع این ذرات در اطراف زمین داریم. هر بار که یک شهاب سنگ به جو بالایی سیاره ما برخورد می کند، می سوزد و دودی تولید می کند که قابل اندازه گیری است. مقدار دود می تواند به ما بگوید که در طول زمان چقدر گرد و غبار به زمین برخورد می کند. علاوه بر این، آزمایش‌هایی در ایستگاه فضایی بین‌المللی انجام شده است. جایی که مواد غیر آزمایشگاهی در مدار نصب می شوند تا مشخص شود چند بار توسط غبار فضایی بمباران می شوند.

کاوشگر خورشیدی پارکر ناسا

تصویری هنری از کاوشگر خورشیدی پارکر ناسا.

در حالی که تلسکوپ فضایی جیمز وب تقریباً در 1.5 میلیون کیلومتری زمین زندگی می کند، هنوز نسبتاً نزدیک است. دانشمندان بر اساس ماموریت های دیگری که جیمز وب به همان مدار فرستاده است، میزان ذرات موجود در آنجا را می دانند. با این حال، بیشتر چیزهایی که با تلسکوپ در تماس هستند چندان مهم نیستند. مالاسپینا می گوید: «سفینه های فضایی همیشه توسط ذرات کوچک مورد اصابت قرار می گیرند. منظور من از کوچک، بخشی از میکرون است. آنها بسیار بسیار بسیار کوچکتر از موهای انسان هستند و در بیشتر موارد سفینه های فضایی حتی متوجه این موضوع نمی شوند. در واقع، جیمز وب چهار بار با شهاب‌سنگ‌های کوچک برخورد کرد تا اینکه در ماه می با شهاب‌سنگ‌های بزرگ‌تر برخورد کرد.

قبل از پرتاب جیمز وب، ناسا محیط مداری را مدلسازی کرد. اما با برخورد اخیر، آژانس فضایی تیم جدیدی را تشکیل داده است تا مدل های خود را اصلاح کند و بهتر پیش بینی کند که پس از برخوردهای آینده با تلسکوپ چه اتفاقی می افتد. مدل‌های کنونی مدارگردها در تلاش برای پیش‌بینی مواردی مانند چگونگی انتشار زباله در مدار در صورت سقوط یک سیارک یا دنباله‌دار هستند. مالاسپینا می گوید این نوع زباله پویاتر است و پیش بینی آن دشوارتر است.

  AMD بالاخره این شایعات را تایید کرد. گرافیک RDNA 3 با طراحی چیپلت ساخته شده است

با این حال، در نهایت، پیش‌بینی‌های مبتنی بر مدل به سادگی به ما اطلاعات بیشتری در مورد زمان برخورد یک فضاپیما توسط یک ذره بزرگ می‌دهد. برخوردهای نادری مانند پرونده اخیر جیمز وب واقعاً اجتناب ناپذیر است. تلسکوپ فضایی با گذشت زمان به مقابله با گرد و غبار فضایی ادامه خواهد داد. در حالی که این چیزی است که ناسا همیشه برای آن آماده بوده است، احتمالاً این اتفاق خواهد افتاد. مالاسپینا می گوید: «شما فقط باید با احتمال سقوط در یک ذره زندگی کنید.

دیدگاهتان را بنویسید