رصدگر اجرام نزدیک زمین (NEO Surveyor)، نخستین تلسکوپ فضایی فروسرخ ناسا که بهطور اختصاصی برای کشف سیارکها و دنبالهدارهای بالقوه خطرناک طراحی شده، هماکنون در مرحله یکپارچهسازی و آزمایش قرار دارد. برنامهریزی جهت پرتاب این تلسکوپ فضایی نسل جدید، برای سپتامبر ۲۰۲۷ انجام شده و امکان پرتاب پیش از این تاریخ وجود ندارد. در حال حاضر تیمهایی در سراسر ایالات متحده مشغول ساخت اجزای فضاپیما، طراحی نوع پیمایش و پژوهشهای علمی و توسعه نرمافزارهایی هستند که حجم عظیم دادههای تولیدشده در این ماموریت را پردازش خواهند کرد.
ایده اولیه برای ساخت تلسکوپ فضایی نسل جدید
در سال ۲۰۰۵، کنگره آمریکا، ناسا را موظف به شناسایی اجرام خطرناک نزدیک زمین یا همان NEOها کرد؛ اما شناسایی بسیاری از این اجرام با پیمایشهای زمینی دشوار است. برخی رنگی به سیاه زغالسنگ دارند، بعضی بسیار کوچک هستند و بسیاری نیز در درخشش خیرهکننده خورشید پنهان میشوند؛ جاییکه تلسکوپهای نوری زمینی توان دیدن آنها را ندارند.
برای حل این مشکل، تلسکوپ NEO Surveyor بهطور اختصاصی ساخته میشود تا منظومه شمسی را برای شناسایی اجرامی که بر اثر گرمشدن توسط خورشید، در طیف فروسرخ میدرخشند، اسکن کند. برخلاف تلسکوپهای زمینی که نور بازتابی اجرام را میسنجند، این تلسکوپ تابش خود جرم را شناسایی میکند تا تا در صورت لزوم، هشدار کافی و بهموقع را در اختیار بشر قرار دهد.
این فضاپیما حدود یک میلیون مایل یا 1.5 میلیون کیلومتر در جهت خورشید از زمین فاصله میگیرد و در ناحیهای با پایداری گرانشی موسوم به نقطه لاگرانژی خورشید-زمین یا نقطه L1 مستقر میشود. بعد از استقرار ماموریت تلسکوپ آغاز شده و به مدت حداقل 5 سال، بخشهای وسیعی از آسمان را بهصورت پیوسته برای یافتن سیارکهای ناشناخته اسکن خواهد کرد.
جیم فانسون، مدیر پروژه این ماموریت در آزمایشگاه پیشرانش جت ناسا (JPL) میگوید: «تلسکوپ فضایی نسل جدید NEO Surveyor، ماموریتی منحصربهفرد برای حل چالشی خاص دارد و باید سیارکها و دنبالهدارهایی که بیشترین خطر را برای زمین دارند، پیدا کند. تمرکز ما بر استقرار یک رصدخانه قدرتمند در نقطه L1 زمین-خورشید است تا یک پیمایش فروسرخ چندساله و مداوم را انجام دهد. این ماموریت با شناسایی اجرامی که احتمال پنهان ماندن آنها از دید تلسکوپهای زمینی وجود دارد، دادههای حیاتی مورد نیاز برای حفاظت از سیاره زمین در سالهای آینده را فراهم میکند.»
رویکرد ماژولار
تلسکوپ فروسرخ فضاپیما و محفظه ابزار آن که در JPL مونتاژ شدهاند، اکنون در آزمایشگاه داینامیک فضایی دانشگاه ایالتی یوتا در لوگان در حال یکپارچهسازی و آزمایش هستند. این محفظه ابزاری، سازهای زاویهدار به طول ۱۲ فوت یا ۳.۷ متر است که از تلسکوپ فضاپیما محافظت میکند و گرمایی که بر مشاهدات حساس فروسرخ اثر میگذارد را دفع میکند.
مهندسان پروژه قصد دارند آزمایشهای فوکوس را در محفظهای داخل SDL انجام دهند که شرایط سخت فضای عمیق را شبیهسازی میکند. این اقدام با هدف اطمینان از عملکرد ابزار طبق طراحی انجام شده و کمک میکند که دوربین در دماهای بسیار پایین و شرایط بیوزنی همچنان وضوح خود را حفظ کند.
دوربین تلسکوپ از دو آرایه آشکارساز تشکیل شده که برای ثبت تصاویر دقیق از سیارکها و دنبالهدارها در دو باند فروسرخ تنظیم شدهاند و هر آرایه یک موزاییک ۱۶ مگاپیکسلی از آسمان ایجاد میکند. امکان تصویربرداری از یک نقطه واحد در دو باند فروسرخ، این ابزار را قادر میسازد تا دمای سیارک یا دنبالهدار را اندازهگیری کرده و از این طریق، اندازه جرم را تخمین بزند.
این تلسکوپ فضایی نسل جدید به یک سایهبان خورشیدی ۲۰ فوتی یا ۶ متری نیز مجهز میشود که با جلوگیری از ورود نور خیرهکننده خورشید به دهانه تلسکوپ، امکان رصد در نزدیکی خورشید را فراهم میکند. این سازه که بزرگترین بخش NEO Surveyor است، روی سطح رو به خورشید خود پنلهای خورشیدی نیز دارد تا برق موردنیاز سامانههای فضاپیما را تامین کند.
این سایهبان هماکنون در شرکت BAE Systems Space & Mission Systems در بولدر کلرادو، همراه با بدنه اصلی فضاپیما که سامانههای توان، پیشرانش، اویونیک و ارتباطات را در خود جای داده، تحت آزمایش است. در نهایت، تلسکوپ و محفظه یکپارچهشده پس از تکمیل آزمایشها از SDL به BAE Systems منتقل خواهند شد تا مونتاژ نهایی فضاپیما انجام شود.
علم، داده و استراتژی پیمایش
همزمان با این اقدامات، تیم علمی ماموریت نیز مشغول برنامهریزی برای بهرهگیری حداکثری از توانمندیهای این فضاپیمای پیشرفته است.
ایمی مینزر، مدیر علمی ماموریت در دانشگاه کالیفرنیا، لسآنجلس (UCLA) میگوید: «ما تیمی متشکل از چندین نهاد، از دانشمندان باسابقه تا دانشجویان کارشناسی داریم که تخصص گستردهای در طراحی ماموریتهای فروسرخ دارند. ما در حال حاضر روی توسعه کارآمدترین استراتژی پیمایش کار میکنیم تا آن سیارکهای منظومه شمسی که پیدا کردنشان از همه سختتر است و هر دنبالهداری که به سمت ما میآید را شناسایی کنیم.»
پس از آنکه دادههای ماموریت از طریق شبکه فضای عمیق ناسا به زمین برسد، به مرکز دادههای پیمایش NEO Surveyor در IPAC کالیفرنیا ارسال میشود. این مرکز مسئول پردازش و کالیبره کردن حجم عظیم مشاهدات است و تصاویر و کاتالوگهای مرجع جمعآوری شده توسط تلسکوپ فضایی نسل جدید را برای بایگانی در آرشیو علوم فروسرخ NASA/IPAC آماده میکند.
نتیجه نهایی
پس از شناسایی اجرام متحرک در دادهها، IPAC آنها را به مرکز ریزسیارکها (MPC) گزارش میدهد؛ نهادی بینالمللی که مسئول ثبت تمام اندازهگیریهای موقعیتی اجرام کوچک منظومه شمسی و نامگذاری کشفیات جدید است.
سپس این دادهها توسط گروههای دفاع سیارهای، از جمله مرکز مطالعات اجرام نزدیک به زمین (CNEOS) در JPL مورد استفاده قرار میگیرند. هدف اصلی استفاده از این دادهها، محاسبه مدار سیارکها و پیشبینی خطر برخورد اجرامی که ممکن است سالها بعد تهدیدساز باشند. همچنین دپارتمان علوم زمین، سیارهای و فضایی در UCLA، برنامهریزی پیمایش را بر عهده خواهد داشت و هر ۶ ماه یکبار، اندازهگیریهای مربوط به ابعاد و ویژگیهای فیزیکی سیارکها را در اختیار آرشیوهای عمومی قرار میدهد تا آشنایی با جهان هستی در سطح وسیعتری انجام شود.
