جزئیاتی درباره ساخت تلسکوپ رادیویی چین در مدار ماه

تلسکوپ رادیویی چین که قرار است شامل یک شبکه کوچک از ماهواره‌ها در مدار ماه باشد، یک هدف جاه‌طلبانه برای کاوش در اعماق کیهان به شمار می‌رود.

کد خبر: ۶۲۳۴۳۹

تاریخ: ۲۱ خرداد ۱۴۰۲ - ۱۱:۴۱

به گزارش ایران اکونومیست و به نقل از اسپیس، چین می‌خواهد یک شبکه کوچک از ماهواره‌ها را در مدار ماه قرار دهد تا یک تلسکوپ رادیویی ایجاد کند که روزنه جدیدی را برای کاوش کیهان باز می‌کند.

این آرایه شامل یک ماهواره «مادر» و هشت ماهواره کوچک «دختر» خواهد بود. «ژولئی چن»(Xuelei Chen)، ستاره‌شناس «سازمان ملی فضایی چین»(CNSA) طی نشست «Astronomy From the Moon» که اوایل امسال در لندن برگزار شد گفت که ماهواره مادر، داده‌ها را پردازش و با زمین ارتباط برقرار می‌کند و ماهواره‌های دختر، سیگنال‌های رادیویی را از دورترین نقاط کیهان تشخیص می‌دهند.

قرار دادن چنین آرایه‌ای در مدار اطراف ماه، از نظر فنی امکان‌پذیرتر از ساختن مستقیم یک تلسکوپ روی سطح ماه است. ناسا و سایر آژانس‌های فضایی در حال حاضر این سرمایه‌گذاری را به عنوان یکی از گام‌های بزرگ بعدی در حوزه ستاره‌شناسی در نظر می‌گیرند.

چن گفت: انجام دادن این کار در مدار ماه به جای روی سطح آن، چندین مزیت دارد زیرا از نظر مهندسی بسیار ساده‌تر است. با این روش، نیازی به فرود و استقرار نیست و همچنین به این دلیل که دوره مداری ماه دو ساعت است، می‌توانیم از انرژی خورشیدی استفاده کنیم که بسیار ساده‌تر از انجام دادن آن روی سطح ماه است زیرا اگر بخواهید به کاوش در شب قمری بپردازید، باید انرژی مورد نیاز را برای تقریبا ۱۴ روز تامین کنید.

چن خاطرنشان کرد که این طرح پیشنهادی موسوم به «اکتشاف آسمان در بلندترین طول موج» یا «پروژه هونگمنگ»(Hongmeng Project) می‌تواند در اوایل سال ۲۰۲۶ به دور ماه بچرخد.

چرا باید یک تلسکوپ قمری ساخته شود؟

ستاره‌شناسان می‌گویند که داشتن یک تلسکوپ روی ماه به آنها امکان می‌دهد تا تابش کیهانی را در بخشی از طیف الکترومغناطیسی ببینند که بررسی آن از سطح زمین غیرممکن است. چنین تلسکوپی، امکان بررسی امواج رادیویی بلندتر از ۱۰ متر را فراهم می‌کند یا به عبارت دیگر، امواجی که فرکانس‌های زیر ۳۰ مگاهرتز دارند.

چن گفت: اگر بخش فرکانس پایین طیف الکترومغناطیسی را بررسی کنید، متوجه خواهید شد که به دلیل جذب قوی توسط جو زمین، ما اطلاعات کمی را در مورد منطقه زیر ۳۰ مگاهرتز داریم. این تقریبا یک قسمت خالی از طیف الکترومغناطیسی است. ما می‌خواهیم جدیدترین پنجره الکترومغناطیسی جهان را باز کنیم.

ستاره‌شناسان برای علاقمند بودن به این بخش از طیف الکترومغناطیسی، دلیل خوبی دارند. آنها باور دارند که این نوع تشعشع ممکن است به آنها امکان دهد تا «عصر تاریک» را بررسی کنند که به چند صد میلیون سال اول پس از تولد جهان در انفجار بزرگ گفته می‌شود.

در آن زمان، جهان نوپا پر از مه غیر قابل نفوذ اتم‌های هیدروژن بود. حتی زمانی که اولین ستاره‌ها شروع به شکل‌گیری کردند، نور آنها در ابتدا نمی‌توانست از این مه عبور کند. با وجود این، ستاره‌شناسان می‌دانند که خود این هیدروژن اتمی، نوعی سیگنال به نام «خط هیدروژن» یا «خط ۲۱ سانتی‌متری» را منتشر می‌کند. «ایان کرافورد»(Ian Crawford)، ستاره‌شناس «کالج دانشگاهی لندن»(UCL) گفت: خط ۲۱ سانتی‌متری که بخشی از باند امواج مایکروویو طیف الکترومغناطیسی است، از دهه ۱۹۵۰ تاکنون به ستاره‌شناسان کمک کرده است تا ابرهای هیدروژنی را در کهکشان راه شیری ردیابی کنند.

هنگام جست‌وجوی خط ۲۱ سانتی‌متری از اولین دوران جهان، ستاره‌شناسان باید به دنبال تشعشعاتی با طول موج‌های بسیار طولانی‌تر باشند. از آنجا که اثر «انتقال به سرخ»(Redshift) ناشی از انبساط پرشتاب جهان، تابش الکترومغناطیسی را از منابعی که از ما دور می‌شوند به سمت طول موج‌های بلندتر می‌کشد، تشعشعات مایکروویو ساطع‌شده توسط اتم‌های هیدروژن در دوران اولیه جهان، امروز از روی زمین به صورت امواج رادیویی بلند به نظر می‌رسند. این دقیقا همان نوع تابش الکترومغناطیسی است که از سطح سیاره ما قابل مشاهده نیست.

سمت دور ماه احتمالا بهترین مکان در منظومه شمسی برای جستجوی این سیگنال مرموز است. سمت دور ماه که دور از جو مخرب زمین است، از نویزهای رادیویی ساخته دست بشر محافظت می‌شود. این منطقه در طول شب قمری نیز دور از خورشید است که یک منبع قوی از امواج رادیویی به شمار می‌رود. ستاره‌شناسان می‌گویند که سمت دور ماه در واقع آرام‌ترین مکان رادیویی در کل منظومه شمسی است.

نسخه نمایشی که کاملا جواب نداد

از آنجا که امواج رادیویی نوعی تابش الکترومغناطیسی با بلندترین طول موج هستند، تلسکوپ‌هایی که می‌توانند از منابع خود در آسمان با وضوح کافی نقشه‌برداری کنند، به استفاده کردن از چندین آنتن نیاز دارند که در یک منطقه بزرگ توزیع شده‌اند. صورت فلکی چین در فضا با ماهواره‌هایی که در مدار مشابهی به دور ماه می‌چرخند، به این هدف دست خواهد یافت. ماهواره‌ها زمانی که در سمت دور ماه قرار بگیرند، داده‌ها را جمع‌آوری خواهند کرد. سپس، فضاپیمای مادر هنگام عبور از آن سمت ماه که رو به سیاره ما قرار دارد، اندازه‌گیری‌ها را به زمین انتقال خواهد داد.

دانشمندان چینی پیشتر تلاش کرده‌اند تا این روش را با دو ریزماهواره به نام‌های «لونگجیانگ ۱»(Longijang ۱) و «لونگجیانگ ۲» آزمایش کنند. این دو ماهواره که به عنوان «رهیاب کشف آسمان در بلندترین طول موج‌ها» نیز شناخته می‌شوند، با ماموریت «چانگ‌ای ۴»(Chang'e ۴) که در سال ۲۰۱۹ روی سطح ماه فرود آمد، به ماه رفتند. با وجود این، لونگجیانگ ۱ هنگام ورود به مدار ماه شکست خورد و به همین دلیل، ستاره‌شناسان فقط داده‌هایی را از لونگجیانگ ۲ دریافت کردند. چن گفت: اندازه‌گیری‌های این ماهواره نشان دادند که سمت دور ماه، فوق‌العاده ساکت است.

لونگجیانگ ۱ و ۲

وی افزود: ما لونگجیانگ ۲ را داشتیم که مدتی دور ماه چرخید و نشان داد که وقتی ماهواره به سایه ماه وارد یا از سایه خارج می‌شود، می‌توان دید که تداخل رادیویی کجا ظاهر و کجا ناپدید می‌شود. این نشان می‌دهد که سمت دور ماه، یک محیط ایده‌آل را برای چنین اندازه‌گیری‌هایی فراهم می‌کند.

ستاره‌شناسان انتظار دارند که از عصر تاریک، اطلاعاتی بسیار بیشتر از سیگنال هیدروژن اتمی کشف کنند. زمانی که ستاره‌شناسان بدانند چگونه به دنبال آن بگردند، احتمالا چهره جدیدی از کیهان ظاهر می‌شود که تا به حال دیده نشده است. مغناطیس‌کره‌های سیارات فراخورشیدی بیرون از منظومه شمسی می‌توانند خود را در امواج رادیویی طولانی نشان دهند و برخی از پژوهشگران امیدوارند که چنین آرایه‌ای شاید حتی به ما امکان دهد تا با حیات فرازمینی هوشمند ارتباط برقرار کنیم. چن اضافه کرد: اگر روزنه جدیدی را به روی کیهان باز کنیم، به احتمال زیاد اجرام جالب جدیدی را خواهیم دید.