تلسکوپ رادیویی در ماه چگونه ساخته می‌شود؟

به گزارش گروه وب‌گردی خبرگزاری صدا و سیما، محققان یک دهانه یا چاله ماه، یک گودال با کفی مسطح و دایره‌ای شکل در کره ماه را در نظر دارند که با دیواره‌ای گرد محصور شده و مناسب برای ساخت تلسکوپ رادیویی عظیم است. تقریباً تمامی حفره‌های کره ماه از نوع دهانه‌های برخوردی هستند که در واقع از برخورد شهاب سنگ‌ها به وجود آمده‌اند، اما دهانه‌های آتشفشانی نیز وجود دارد که کوچک‌تر و کمتر هستند.

 

وجود یک تلسکوپ رادیویی بزرگ روی ماه می‌تواند مزایای بسیاری داشته باشد که یکی از آن‌ها هم‌پوشانی بیشتر تلسکوپ‌های مداری و زمینی است. اگر رویای تلسکوپ روی ماه ناسا روزی به حقیقت بپیوندد، روبات‌های سازنده در ساخت آن نقش خواهند داشت. این تلسکوپ در سمت دور از زمین یا بخش پنهان ماه قرار خواهد گرفت.

“ساپتارشی بندیوپادیا”، متخصص فن‌آوری روباتیک در آزمایشگاه پیشرانه جت ناسا در کالیفرنیای شمالی، مطالعاتش را دربارۀ امکان ساخت تلسکوپ رادیویی درون گودالی (دهانۀ برخوردی) در طرف دور ماه ادامه خواهد داد. هدف او طراحی شبکه‌ی سیمی است که روبات‌های دیواره‌نورد کوچک بتوانند از آن بالا بروند و یک بازتابندۀ بزرگ سهمی‌وار را ایجاد کنند. مرحله‌ی دوم این پژوهش نیز بر بهبود توانایی‌های تلسکوپ و اجرای مأموریت‌های مختلف تمرکز خواهد داشت.

اگر این تلسکوپ قابلیت ساخت پیدا کند می‌تواند دو برابر بزرگترین تلسکوپ رادیویی جهان باشد که متعلق به کشور چین است و رادیوتلسکوپ FAST نام دارد. در صورت ساخت این رادیو تلسکوپ روی ماه می‌تواند طول موج‌هایی در حدود ۱۰ تا ۵۰ متر را بررسی نماید که معادل ۶ تا ۳۰ مگاهرتز است؛ این طول موج تاکنون توسط انسان‌ها قابل بررسی نبوده است. با وجود این تلسکوپ در بخش پنهان ماه، این تلسکوپ می‌تواند بعنوان یک سپر فیزیکی به محافظت در برابر نویز‌ها و تداخلات ناخواسته یونوسفر، ماهواره‌ها و دستگاه‌های دیگر کمک کند.

ایدۀ پیشرفته‌ی ساخت تلسکوپ رادیویی در دهانۀ برخوردی ماه (LCRT) که از سوی آزمایشگاه پیش‌رانش جت ناسا پشتیبانی می‌شود، در میان پروژه‌هایی است که برای پژوهش و توسعه‌ی بیشتر انتخاب شده است.

ناسا پژوهشگران را تشویق می‌کند تا برای سفر، شناخت و کاوش فضا ایده‌های غیرمنتظره را مطالعه کنند و آن‌ها را توسعه دهند. برای پیشبرد این اهداف، ناسا از میان پژوهش‌های «انیستیتوی ایده‌های پیشرفته ناسا» (NIAC) هفت پژوهش را برای سرمایه‌گذاری بیشتر – در مجموع ۵ میلیون دلار – انتخاب کرده است. پژوهشگران قبلاً در ارتباط با طرح‌های پیشنهادی خود دست‌کم یکبار کمک هزینه از NIAC دریافت کرده اند.

“جیم رویتر”، معاون «هیئت مدیره مأموریت فن‌آوری فضایی» در ناسا گفت: «خلاقیت کلید اکتشافات فضایی آینده است و پرورش ایده‌های انقلابی امروزین که شاید عجیب جلوه کنند ما را برای مأموریت‌های جدید آماده می‌کنند و به اهدافمان در کاوش فضا در دهه‌های پیش‌رو جانی دوباره می‌بخشند.»

ناسا طرح‌های پیشنهادی را طی فرآیند ارزیابی دقیق کارشناسی انتخاب کرد که شامل ارزیابی میزان موفقیت تکنیکی طرح و نوآوری است. همه‌ی پروژه‌ها هنوز در مراحل اولیۀ توسعه و تحقیق هستند و عملی کردن بیشتر این طرح‌ها مستلزم حداقل یک دهه پیشرفت در فن‌آوری است. این پروژه‌ها مأموریت‌های رسمی ناسا را تشکیل نمی‌دهند، با برخی از این طرح‌ها می‌توانید آشنا شوید:

در میان این طرح‌ها، مأموریت مفهومی شناسایی نوترینو در مرحله سوم دریافت کمک هزینه به مبلغ ۲ میلیون دلار قرار دارد تا در طی دو سال فن‌آوری مربوط به این طرح را توسعه بخشد. نوترینو‌ها یکی از فراوان‌ترین ذرات کیهان‌اند، اما از آنجایی‌که به ندرت با ماده برهم‌کنش دارند مطالعه‌ی آن‌ها چالش‌برانگیز است. بنابراین، آشکارساز‌های بزرگ و حساسی که در زمین ساخته می‌شوند بهترین گزینه برای شناسایی این ذرات گریزپا هستند. ولی “نیکولاس سولومی” از دانشگاه ایالتی ویچیتا در کانزاس چیز متفاوتی تدارک دیده است: «یک آشکارساز نوترینوی فضایی»

 

“جیسون درلِث” مدیر برنامه انیستیتوی ایده‌های پیشرفته ناسا گفت: «نوترینو‌ها ابزاری برای «مشاهدۀ» درون ستارگان اند و آشکارسازی که در فضا ساخته شود می‌تواند پنجره‌ی جدیدی رو به ساختار خورشید ما و حتی کهکشانمان بگشاید. آشکارسازی که از نزدیک حول خورشید می‌گردد می‌تواند شکل و اندازه‌ی کوره‌ی خورشیدی اعماق هسته را آشکار کند. یا برعکس، این فن‌آوری می‌تواند نوترینو‌هایی را که از ستارگان مرکز کهکشان‌مان منتشر می‌شوند، شناسایی کند.»

پژوهش قبلی سولومی که از سوی NIAC کمک هزینه دریافت کرد نشان داد که این فن‌آوری می‌تواند در فضا کار کند، مسیر‌های پروازی متفاوتی را کاوش کند و همچنین نمونه اولیه‌ی خامی از این آشکارساز نوترینو توسعه داده شد. سولومی با دریافت مرحله‌ی سوم کمک هزینه NIAC آشکارساز آماده پرواز را طراحی خواهد کرد که می‌تواند بر روی ماهواره‌ی مینیاتوری CubeSat (تاس‌واره) نصب و آزمایش شود. علاوه بر این، شش پژوهشگر هرکدام پانصد هزار دلار دریافت خواهند کرد تا پژوهش‌های مرحله‌ی دوم NIAC را تا دو سال آینده هدایت کنند.

“جفری بالسرسکی” از انیستیتوی هوافضای اوهایو در کلیولند کار بر روی طرح مفهومی فضاپیمای کوچک «فوج زنبورها» را ادامه خواهد داد تا اتمسفر سیارۀ ناهید را مطالعه کند. این طرح مفهومی شامل تجهیزات الکترونیکی، سنسور‌ها و وسایل ارتباطی مینیاتوری است که بر روی سکو‌های بالارونده‌ی کایت‌مانندی سوار می‌شوند تا در طی یک مأموریت ۹ ساعته ابر‌های ناهید را کاوش کنند. شبیه‌سازی‌های کارآمد از راه‌اندازی و پرواز این فضاپیما منجر به تکمیل بیشتر این طرح خواهد شد.

“کری ناک” از سازمان هوافضای جهانی در ایرواندل کالیفرنیا امکان فرود بر سطح پلوتو و سایر اجرام آسمانی با فشار اتمسفری کم را مطالعه خواهد کرد. این طرح مفهومی بر استفاده از یک کاهندۀ سرعت فوق‌العاده بزرگ و سبک استوار است که با نزدیک شدن به سطح مانند بادکنک متورم می‌شود. ناک امکان توسعه‌ی این فن‌آوری را که شامل شناسایی عوامل ریسک‌پذیرتر است بررسی می‌کند و همچنین توسعه‌ی کلی این فن‌آوری را مطالعه خواهد کرد.

 

آرتور داوویان” استادیار دانشگاه کالیفرنیا در لس‌آنجلس بادبان‌های خورشیدی CubeSat (تاس‌واره) را برای کاوش منظومه شمسی و فضای میان‌ستاره‌ای مطالعه خواهد کرد. داوویان مواد مورد نیاز برای ساخت بادبان‌های فوق سبک را که می‌توانند در برابر تغییرات شدید دمایی مقاومت کنند طراحی و آزمایش خواهد کرد. وانگهی او روش‌های ساختاری مبتنی بر صوت را برای تعیین استحکام بادبان‌ها آزمایش خواهد کرد و نیز دو مأموریت مفهومی دیگر را ارزیابی می‌کند.

“لین روتچایلد”، دانشمند مرکز تحقیقات ایمز ناسا در سیلیکون‌ولی کالیفرنیا روش‌های رشد سازه‌هایی را از جنس قارچ مطالعه خواهد کرد که شاید برای سکونت‌گاه‌های فضایی آینده به‌کار روند. این مرحله از پژوهش بر اساس مطالعات قبلی دربارۀ تکنیک‌های تولید، فرآوری و آزمایش میسلیوم‌ها (بخش گیاهی قارچ) استوار است. روتچایلد به همراه یک گروه بین‌المللی، قارچ‌های مختلف و شرایط رشد و منافذ ریز آن‌ها را در نمونه‌های اولیه کوچک تحت شرایط محیطی مرتبط با ماه و مریخ مطالعه خواهند کرد؛ لذا این پژوهش در زمین نیز کاربرد دارد؛ نظیر بشقاب‌ها و ظروف یکبارمصرف زیست‌تجزیه‌پذیر و سازه‌های کم‌هزینه.

“پیتر گورال” از «شرکت ترنس آستروناتیکا» در لِیک‌ویو تریس کالیفرنیا طرح مفهومی را پیگیری خواهد کرد تا سیارک‌ها را سریع‌تر از روش‌های نظارتی رایج شناسایی کند. در این مأموریت، مجموعه‌ای شامل سه فضاپیما با استفاده از صد‌ها تلسکوپ کوچک و سیستم پردازش تصویری که روی آن‌ها نصب شده است شناسایی مختصات دقیق این اجرام آسمانی را برعهده دارند. مرحله‌ی دوم این پژوهش به بهبود و آزمایش فن‌آوری جداسازیِ پیشنهادشده اختصاص دارد.

انیستیتوی ایده‌های پیشرفته ناسا از طریق مطالعه‌ی چند مرحله‌ای و گام‌به‌گام از ایده‌های پژوهشی بلندپروازانه حمایت می‌کند. در فوریه‌ی ۲۰۲۱، ناسا اعلام کرد که ۱۶ طرح اولیه‌ی جدید را برای مطالعه‌ی فاز یک انیستیتوی ایده‌های پیشرفته ناسا انتخاب کرده است.