دخلت مهمة Smile الأوروبية الصينية مرحلتها العلمية، في إنجاز تشغيلي مهم لمركبة صُممت لرصد كيفية استجابة الأرض لتدفق الجسيمات المشحونة القادمة من الشمس. وقالت وكالة الفضاء الأوروبية إن المهمة أُعلنت جاهزة لبدء العمليات العلمية في 23 سبتمبر، بعد حملة تشغيل واختبار في الفضاء أعقبت إطلاقها في مايو ووصولها إلى مدارها المستهدف في يونيو.
صُممت Smile لدراسة الصلة بين النشاط الشمسي والبيئة المغناطيسية للأرض والشفق القطبي. ويضعها ذلك في صميم مجال علم طقس الفضاء المتنامي، حيث يسعى الباحثون إلى فهم أفضل للعمليات التي قد تؤثر في البنية التحتية الإلكترونية على الأرض وفي المدار. وتحمل المهمة أربع أدوات لرصد جوانب متكاملة من التفاعل بين الرياح الشمسية والمجال المغناطيسي للأرض.
من الإطلاق إلى الجاهزية العلمية
أُطلقت المركبة في 19 مايو، وبلغت مدارها المستهدف للعمليات العلمية في 20 يونيو. وقالت وكالة الفضاء الأوروبية إن الفرق في أوروبا والصين أمضت الأشهر التالية في تشغيل المركبة واختبارها، بما في ذلك نشر الآليات، وتشغيل الوحدات، وفحص الاتصالات بين المركبة والمحطات الأرضية، ومعالجة المشكلات التي ظهرت أثناء الرحلة.
وتُعد هذه العملية ضرورية، إذ لا يمكن افتراض أن سلوك مركبة في المدار سيطابق كل جوانب الاختبارات الأرضية. فعلى الأدوات والأنظمة أن تعمل وسط الظروف الحرارية والإشعاعية والبصرية للفضاء، كما يجب أن تعمل وصلات البيانات وتسلسلات التشغيل بشكل موثوق لفترات طويلة. ويشير إعلان الجاهزية العلمية لـSmile إلى أن المهمة أكملت القدر الكافي من التحضيرات لبدء عمليات الرصد المخطط لها.
وصفت وكالة الفضاء الأوروبية هذا الإنجاز بأنه نتيجة للتعاون بين الفرق الأوروبية والصينية. وتمثل الشراكة سمة بارزة في Smile نفسها، إذ تجمع المهمة مساهمات الجانبين لدراسة نظام فيزيائي عالمي يربط الشمس بالأرض.
أربع طرق لرصد طقس الفضاء
تحمل Smile أربع أدوات علمية: مصوراً للأشعة السينية اللينة، ومصوراً فوق بنفسجي للشفق القطبي، ومقياساً للمغناطيسية، ومحللاً للأيونات الخفيفة. وتهدف هذه الأدوات مجتمعة إلى جمع معلومات عن العواصف الشمسية والعواصف الجيومغناطيسية والعمليات التي يتفاعل من خلالها النشاط الشمسي مع المجال المغناطيسي للأرض.
وقد أعاد مصور الشفق فوق البنفسجي، المعروف باسم UVI، أول لقطات أصدرتها المهمة للعامة. وتقول الوكالة إنه أول جهاز تصوير منذ عام 2008 يلتقط الحلقة الكاملة للشفق القطبي الشمالي حول القطب الشمالي بالضوء فوق البنفسجي. وأصبحت الأداة قادرة الآن على تسجيل الشفق لمدة تصل إلى 45 ساعة متواصلة، وهي مدة تصفها الوكالة بأنها قياسية.
سُجلت اللقطات في 24 يوليو، أي بعد نحو أسبوعين من تشغيل UVI. وأظهرت نشاطاً في الحلقة القطبية مرتبطاً باضطراب في المجال المغناطيسي للأرض سببه تدفق من جسيمات الرياح الشمسية. ويُعد الشفق من أكثر نتائج الصلة بين الشمس والأرض وضوحاً، لكن العمليات التي تقف وراءه تنطوي على تفاعل أوسع بكثير بين الجسيمات المشحونة والمجالات المغناطيسية والغلاف الجوي العلوي للأرض.
كما شُغّل مصور الأشعة السينية اللينة في Smile، أو SXI، والتقط أولى صوره. وقالت الوكالة إن الكاميرا اختُبرت من خلال رصد بقايا نجم بعيد انفجر، ما أكد أنها تعمل كما هو متوقع. وتمثل الأداة مساهمة أوروبية رئيسية في المهمة.
مشكلة اكتُشفت في المدار
حددت حملة التشغيل والاختبار أيضاً مشكلة بصرية عندما يكون SXI موجهاً نحو الأرض. وتقول الوكالة إن الكاميرا ترصد حالياً كمية كبيرة من الضوء الشارد غير المرغوب فيه في هذا الوضع. وتعمل الأداة بشكل جيد، لكن خفض الضوء الشارد ضروري لتحسين الرصد الذي صُممت Smile لإجرائه للبيئة القريبة من الفضاء حول الأرض.
وهذا تحديداً نوع التحديات التي يُفترض أن تكشفها عمليات الاختبار في الفضاء. ولا يصف المقال المشكلة بأنها عطل ينهي المهمة؛ بل يقول إن الفرق تعمل على تقليل الضوء غير المرغوب فيه. ويؤكد الاكتشاف أن العمليات العلمية يمكن أن تبدأ بينما يواصل المهندسون تحسين طريقة استخدام الأدوات ومعايرتها في بيئتها التشغيلية الفعلية.
وبالنسبة إلى مهمة تركز على رصد نظام ديناميكي مثل طقس الفضاء، فإن أداء الأدوات وظروف الرؤية مهمان للغاية. ويمكن لصورة الأشعة السينية اللينة أن تساعد العلماء على دراسة أجزاء من التفاعل بين الرياح الشمسية والبيئة المغناطيسية للأرض لا تظهر بسهولة في الضوء المرئي. ولذلك فإن إدارة الضوء الشارد مهمة لتحويل كاميرا عاملة إلى أداة رصد علمي موثوقة.
لماذا تهم أرصاد Smile؟
يمكن للنشاط الشمسي أن يسبب اضطرابات في المجال المغناطيسي للأرض. وهذه الاضطرابات مهمة علمياً بحد ذاتها، لكنها قد تؤثر أيضاً في التقنيات التي تعتمد على بنية تحتية إلكترونية موثوقة. وتقول الوكالة إن Smile ستوفر بيانات عن كيفية تفاعل النشاط الشمسي مع المجال المغناطيسي للأرض، وتكوينه للشفق، وتأثيره المحتمل في البنية التحتية الإلكترونية على الأرض وحولها.
ولا تُقدَّم المهمة على أنها نظام إنذار وحيد الغرض. فإسهامها علمي، ويتمثل في بناء أرصاد أفضل للعلاقة بين الشمس والأرض من خلال قياسات منسقة. وتمنح الحمولة المؤلفة من أربع أدوات الباحثين وجهات نظر متعددة حول عمليات مترابطة، من نشاط الشفق إلى الظروف المغناطيسية وظروف الجسيمات.
ومن ثم، فإن بدء العمليات العلمية ينقل Smile من مرحلة التحضير إلى جمع البيانات. وتقدم اللقطات فوق البنفسجية الأولى وصور اختبار الأشعة السينية مؤشرات مبكرة على أن الحمولة بدأت إنتاج الأرصاد، بينما يوضح العمل الهندسي المتبقي على الضوء الشارد أن المهمة ستواصل النضج أثناء تشغيلها.
مرحلة جديدة لمهمة مشتركة
بعد اكتمال معظم عمليات التشغيل والاختبار، تستطيع Smile الآن بدء الأرصاد المستمرة التي بُنيت من أجلها. وستتيح مرحلتها العلمية للباحثين فرصاً جديدة لدراسة كيفية تأثير اندفاعات الجسيمات والطاقة الشمسية في المحيط المغناطيسي للأرض بمرور الوقت.
كما يوضح التقدم المبكر للمهمة الطبيعة التكرارية لعلوم الفضاء. فالإطلاق ليس سوى البداية؛ إذ يجب على المركبة أن تثبت نفسها في المدار، وأن تُعرّف خصائص الأدوات في ظروف حقيقية، وتتطور القدرة العلمية مع تعلم الفرق كيفية استخدام المنصة. وقد تجاوزت Smile هذا الحد الآن، لتبدأ جهداً مشتركاً جديداً لدراسة البيئة الفضائية المتغيرة حول الأرض.
يستند هذا المقال إلى تقرير نشره موقع esa.int. اقرأ المقال الأصلي.
Originally published on esa.int
