طلاء فائق السواد قد يخفف التلوث الضوئي الناجم عن الأقمار الصناعية

المشكلة المتنامية للتلوث الضوئي من الأقمار الصناعية

لا شك في ذلك: السماء تمتلئ بالأقمار الصناعية التي تمر بانتظام، مما يخلق مسارات ضوئية يمكن أن تتداخل مع مراقبة النجوم، وعلم الفلك الهواة، والأبحاث الفلكية، وتشكل تهديدًا كبيرًا للنظم البيئية الطبيعية. تنبع المشكلة من تصميم الأقمار الصناعية نفسها، والتي تشمل مصفوفات شمسية تعكس ضوء الشمس، مما يخلق توهجًا منتشرًا اصطناعيًا يضيء سماء الليل ويحجب ضوء الأجسام الطبيعية (القمر والكواكب والنجوم). مع توقع إطلاق 1.7 مليون قمر صناعي في المدار في السنوات القادمة، قد تصل الأمور إلى نقطة حيث ينظر الأطفال إلى السماء ويتساءلون لماذا لا يتجه القمر والأجسام الطبيعية القليلة المتبقية عبر سماء الليل.

وجود الأقمار الصناعية في سماء الليل هو شيء اعتادت البشرية عليه منذ إطلاق سبوتنيك 1 في عام 1958. يمكن أن يخلق ضوء الشمس المنعكس من هذه الأقمار الصناعية خطوطًا ساطعة وتوهجات يمكن أن تكون (في أفضل الأوقات) جذابة بصريًا. ولكن مع اقتراب عدد الأقمار الصناعية النشطة في المدار الأرضي المنخفض (LEO) من 20,000 (ويرتفع بسرعة)، هناك مخاوف متزايدة من أن هذه الخطوط قد تتداخل مع ملاحظات التلسكوب والمسوحات واسعة النطاق لسماء الليل.

التأثير على الأبحاث الفلكية

بعض الأمثلة تشمل مسح التراث للمساحة والزمن (LSST) الجاري حاليًا بواسطة مرصد فيرا سي روبين. من بين أهدافه العديدة، سيقوم هذا المسح الذي يستمر عشر سنوات بإنشاء جرد للنظام الشمسي، بما في ذلك الكويكبات القريبة من الأرض (NEAs)، وأجسام حزام الكويكبات الرئيسي، وغيرها الكثير. هدف رئيسي آخر هو استكشاف السماء البصرية العابرة ودراسة الأجسام التي تتحرك أو تتغير في السطوع، وهو ما سيكون صعبًا جدًا مع وجود العديد من الخطوط والبقع الساطعة التي تملأ السماء.

لا يقتصر التداخل على المراصد المهنية. فالهواة في علم الفلك والمصورون الفلكيون يبلغون أيضًا عن أعداد متزايدة من الصور المدمرة بسبب مسارات الأقمار الصناعية. علاوة على ذلك، يؤثر التلوث الضوئي من الأقمار الصناعية على النظم البيئية الطبيعية، مما يعطل سلوك الحيوانات الليلية والنباتات التي تعتمد على الظلام الطبيعي.

تقديم الطلاء فائق السواد

لتخفيف هذه المشكلة، طور فريق من الباحثين من جامعة سري مادة طلاء فائقة السواد جديدة للأقمار الصناعية يمكن أن تقلل بشكل كبير من كمية الضوء التي تعكسها. في دراستهم، التي ظهرت مؤخرًا في Monthly Notices of the Royal Astronomical Society، أظهر الباحثون كيف يمكن لـ Vantablack® 310، وهو طلاء فائق السواد طورته شركة منبثقة من جامعة سري (Surrey NanoSystems)، أن يقلل بشكل كبير من التلوث الضوئي من الأقمار الصناعية في المدار الأرضي المنخفض (LEO). نشأت التكنولوجيا من عمل يشمل البروفيسور رافي سيلفا، مدير معهد التكنولوجيا المتقدمة (ATI) في جامعة سري.

كيف يعمل Vantablack

Vantablack هو طلاء فائق السواد مصنوع من مصفوفات أنابيب كربون نانوية عمودية تمتص تقريبًا كل الضوء الساقط. تم تطويره في الأصل للتطبيقات الفضائية لتقليل الضوء الشارد في الأجهزة الحساسة، وقد تم تكييفه للاستخدام على أسطح الأقمار الصناعية. يمكن للطلاء امتصاص أكثر من 99.9% من الضوء المرئي، مما يقلل بشكل كبير من انعكاسية أجسام الأقمار الصناعية والألواح الشمسية.

الفوائد والتحديات المحتملة

تطبيق Vantablack على الأقمار الصناعية يمكن أن يقلل بشكل كبير من سطوعها، مما يجعلها أقل وضوحًا من الأرض ويقلل من التداخل مع الملاحظات الفلكية. الطلاء أيضًا متين ويمكنه تحمل الظروف القاسية للفضاء، بما في ذلك درجات الحرارة القصوى والإشعاع. ومع ذلك، هناك تحديات للتبني الواسع النطاق. يجب التحكم في عملية الطلاء بعناية لضمان تغطية موحدة، وقد تكون تكلفة تطبيق الطلاء على آلاف الأقمار الصناعية كبيرة. بالإضافة إلى ذلك، قد يحتاج مشغلو الأقمار الصناعية إلى الموازنة بين فوائد تقليل التلوث الضوئي واعتبارات التصميم الأخرى، مثل الإدارة الحرارية وكفاءة توليد الطاقة.

النظر إلى المستقبل

يمثل تطوير الطلاءات فائقة السواد خطوة واعدة نحو تخفيف تأثير مجموعات الأقمار الصناعية على علم الفلك والبيئة الطبيعية. مع استمرار نمو عدد الأقمار الصناعية في المدار، قد تصبح حلول مثل Vantablack ضرورية للحفاظ على السماء المظلمة للأجيال القادمة. يواصل فريق البحث في جامعة سري تحسين الطلاء واستكشاف تطبيقاته في الفضاء. من خلال التعاون مع مصنعي الأقمار الصناعية والهيئات التنظيمية، يمكن أن تساعد هذه التكنولوجيا في ضمان بقاء سماء الليل مصدرًا للدهشة والاكتشاف العلمي.

هذا المقال مبني على تقرير من Universe Today. اقرأ المقال الأصلي.