پایان مزاحمت ماهواره‌ها برای اخترشناسان

با افزایش شمار ماهواره‌های مدار زمین، آلودگی نوری به تهدیدی جدی برای نجوم تبدیل شده است. اکنون، پوشش نوینی با استفاده از نانولوله‌های کربنی در دانشگاه سری (University of Surrey) طراحی شده است که می‌تواند ماهواره‌ها را تقریباً نامرئی سازد و مسیر را برای تولید انبوه آن‌ها هموار کند.

کد خبر: ۸۱۹۳۹۰

تاریخ: ۲۲ تير ۱۴۰۴ - ۰۸:۳۴

به گزارش روز یکشنبه گروه علمی ایران اکونومیست از ستاد ویژه توسعه فناوری نانو، در حالی که امروزه هزاران ماهواره در مدار زمین می‌چرخند و خدمات ارتباطی و ناوبری بی‌وقفه‌ای را ارائه می‌دهند، اما بازتاب نور آن‌ها از سطح زمین، چالشی اساسی برای رصدخانه‌ها و اخترشناسان ایجاد کرده است. پروژه‌های عظیمی مانند سامانه ماهواره‌ای «استارلینک» (Starlink) که به ابتکار شرکت «اسپیس‌ایکس» (SpaceX) برای پوشش اینترنت جهانی راه‌اندازی شده‌اند، هر چند در دسترسی دیجیتال انقلاب‌آفرین بوده‌اند، ولی هم‌زمان موجب اختلال در تصاویر نجومی شده‌اند.

به‌عنوان نمونه، در زمان بهره‌برداری رسمی رصدخانه ۱.۹ میلیارد دلاری «ورا روبین» (Vera Rubin Observatory) در ژوئن ۲۰۲۵، دانشمندان انتظار دارند تا ۴۰ درصد از تصاویر آن به نوعی با رد ماهواره‌ها مخدوش شود.

راهکارهای پیشین برای کاهش این بازتاب‌های مزاحم، شامل استفاده از پوشش‌های تیره بر روی ماهواره‌ها بود، اما این روش‌ها با چالش‌هایی چون شکنندگی پوشش‌ها، دشواری در فرآیند پوشش‌دهی و خطر داغ شدن بیش‌ از حد مواجه بودند. حال، پژوهشگران دانشگاه سری در بریتانیا پوششی به نام Vantablack ۳۱۰ طراحی کرده‌اند که می‌تواند نقطه عطفی در حل این معضل باشد.

این پوشش جدید از ترکیبی نوآورانه از نانولوله‌های کربنی و چسب‌های ویژه ساخته شده است و می‌تواند در برابر تشعشع، اکسیژن اتمی و دماهای شدید در فضا مقاومت کند. افزون بر این، Vantablack ۳۱۰ حتی پس از شبیه‌سازی سه سال حضور در مدار، خاصیت تیرگی خود را حفظ کرده و نسبت به پوشش‌های رقیب عملکرد نوری بهتری نشان داده است.

مزیت چشمگیر این پوشش در امکان استفاده ساده آن است؛ برخلاف نمونه‌های پیشین، این ماده می‌تواند در محیط‌های تمیز همانند رنگ معمولی اعمال شود و در فرآیند ساخت نیز به راحتی قابل لمس و حمل‌ونقل است. «کیِران کلیفورد» (Keiran Clifford)، متخصص مواد در شرکت Surrey NanoSystems (شرکت منشعب از دانشگاه سری) می‌گوید: پوشش‌های قبلی ساختاری بسیار حساس داشتند و حتی لمس آن‌ها باعث فروپاشی می‌شد. ما به پوششی نیاز داشتیم که مهندسان بتوانند در تأسیسات خود به‌راحتی با آن کار کنند.

نخستین آزمون واقعی این پوشش قرار است روی ماهواره دانشجویی «Jovian ۱» انجام شود؛ ماهواره‌ای که با همکاری دانشگاه‌های بریتانیا طراحی شده و قرار است سال آینده به مدار زمین پرتاب شود. بخشی از پنل خورشیدی این ماهواره با پوشش Vantablack ۳۱۰ پوشانده خواهد شد و در طول چرخش ماهواره، میزان بازتاب نور از زمین اندازه‌گیری می‌شود.

بررسی‌ها نشان داده‌اند که این پوشش شدت درخشش ماهواره را به حدود قدر ۷ کاهش می‌دهد؛ به‌طوری‌که برای چشم انسان تقریباً نامرئی است. در حالی که ماهواره‌های استارلینک معمولاً بین قدر ۳ تا ۵ قرار دارند و به راحتی دیده می‌شوند. در سیستم اندازه‌گیری نجومی، هر چه عدد قدر بیشتر باشد، جسم کم‌نورتر است؛ بنابراین عدد ۷ نشان‌دهنده نوری بسیار ضعیف و غیر قابل مشاهده برای چشم غیر مسلح است.

افزون بر این، پوشش جدید تنها ۲ درصد از نور مرئی و نزدیک‌به‌مادون‌قرمز را بازتاب می‌دهد، در حالی که پوشش‌های رقیب حدود ۵ درصد بازتاب دارند.

این نوآوری نه‌تنها نویدبخش تصاویری شفاف‌تر و دقیق‌تر برای اخترشناسان است، بلکه به صنعت ماهواره نیز سود می‌رساند؛ چرا که با کاهش نگرانی‌های جامعه علمی، احتمال اعمال محدودیت‌های سخت‌گیرانه کمتر می‌شود و مسیر تولید انبوه و سریع‌تر ماهواره‌ها هموارتر خواهد شد.

گرچه هنوز زود است که این دستاورد را انقلابی قطعی در صنعت فضایی بدانیم، اما بی‌شک Vantablack ۳۱۰ گامی مهم در هم‌زیستی فناوری‌های مدرن با آسمان پاک و بکر شب است.