عندما تغرق مركبة الفضاء Huygens التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية في جو قمر زحل تيتان في 14 يناير ، ستساعد التلسكوبات الراديوية التابعة للمرصد الوطني لعلم الفلك الراديوي التابع للمؤسسة الوطنية للعلوم (NRAO) الفرق الدولية من العلماء على استخراج أكبر قدر ممكن من المعلومات التي لا يمكن الاستغناء عنها تجربة فريدة في تاريخ البشرية. Huygens هو المسبار 700 رطل الذي رافق مركبة كاسيني الفضائية الكبيرة في مهمة لاستكشاف زحل وحلقاته وأقماره المتعددة بدقة.
تلسكوب روبرت سي بيرد جرين بانك (GBT) في فرجينيا الغربية وثمانية من التلسكوبات العشرة في مصفوفة خط الأساس الطويلة جدًا على مستوى القارة (VLBA) ، وتقع في Pie Town و Los Alamos ، NM ، Fort Davis ، TX ، North Liberty ، IA ، Kitt Peak ، AZ ، Brewster ، WA ، Owens Valley ، CA ، و Mauna Kea ، HI ، ستتلقى مباشرة إشارة ضعيفة من Huygens أثناء نزولها.
إلى جانب التلسكوبات الراديوية الأخرى في أستراليا واليابان والصين ، ستضيف مرافق NRAO بشكل كبير إلى المعلومات حول Titan وجوها الذي سيتم الحصول عليه من مهمة Huygens. سيستخدم فريق بقيادة أوروبية التلسكوبات الراديوية لإجراء قياسات دقيقة للغاية لموضع المسبار أثناء نزوله ، بينما سيركز فريق بقيادة الولايات المتحدة على جمع قياسات سرعة هبوط المسبار واتجاه حركته. ستوفر قياسات التلسكوب الراديوي بيانات حيوية لاكتساب فهم كامل للرياح التي يواجهها Huygens في الغلاف الجوي لتيتان.
في الوقت الحالي ، لا يعرف العلماء سوى القليل عن رياح تيتان. أشارت البيانات المأخوذة من طيران فوييجر 1 للمركبات الفضائية لعام 1980 إلى أن الرياح الشرقية الغربية قد تصل إلى 225 ميلاً في الساعة أو أكثر. قد تكون الرياح بين الشمال والجنوب والرياح الرأسية المحتملة ، على الرغم من أنها ربما أضعف بكثير ، كبيرة. هناك نماذج نظرية متنافسة لرياح تيتان ، ويتم تلخيص الصورة العامة بشكل أفضل على أنها غير مفهومة بشكل جيد. تتراوح التنبؤات حول مكان هبوط مسبار Huygens ما يقرب من 250 ميلاً شرقاً إلى ما يقرب من 125 ميلاً غرب النقطة التي ينتشر فيها مظلته أولاً ، اعتمادًا على نموذج الرياح المستخدم. ما يحدث بالفعل للمسبار لأنه يجعل نزوله بالمظلات من خلال الغلاف الجوي لتيتان سيمنح العلماء أفضل فرصة لهم على الإطلاق للتعرف على رياح تيتان.
أثناء هبوطها ، ستنقل Huygens البيانات من أجهزة الاستشعار الموجودة على متنها إلى كاسيني ، "السفينة الأم" التي جلبتها إلى تيتان. ستقوم كاسيني بعد ذلك بترحيل البيانات إلى الأرض. ومع ذلك ، ستتمكن التلسكوبات الراديوية الكبيرة من استقبال الإشارة الضعيفة (10 وات) من Huygens مباشرة ، حتى على مسافة 750 مليون ميل تقريبًا. لن يتم ذلك لتكرار جمع البيانات ، ولكن لإنشاء بيانات جديدة حول موقف وحركات Huygens من خلال القياس المباشر.
قياسات التحول الدوبلري في تردد إشارة راديو Huygens المصنوعة من مركبة كاسيني الفضائية ، في تجربة يقودها مايك بيرد من جامعة بون ، ستعطي إلى حد كبير معلومات حول سرعة رياح تيتان الشرقية الغربية. سيقوم فريق بقيادة علماء في مختبر الدفع النفاث التابع لناسا في باسادينا ، كاليفورنيا ، بقياس تغير دوبلر في إشارة المسبار بالنسبة للأرض. ستوفر قياسات دوبلر الإضافية من التلسكوبات الراديوية الأرضية بيانات مهمة مطلوبة للتعرف على الرياح الشمالية-الجنوبية.
قال وليام فولكنر ، عالم مختبر الدفع النفاث ، "إن إضافة التلسكوبات الأرضية إلى التجربة لن يساعد فقط في تأكيد البيانات التي نحصل عليها من مركبة كاسيني بل سيتيح لنا أيضًا الحصول على صورة أكثر اكتمالاً للرياح على تيتان".
سيستخدم فريق آخر ، بقيادة علماء من المعهد المشترك لقياس التداخل الأساسي الطويل جدًا في أوروبا (JIVE) ، في Dwingeloo ، هولندا ، شبكة عالمية من التلسكوبات الراديوية ، بما في ذلك تلسكوبات NRAO ، لتتبع مسار المسبار مع غير مسبوق صحة. ويتوقعون قياس موضع المسبار على بعد ثلثي ميل (كيلومتر واحد) على مسافة حوالي 750 مليون ميل.
قال ليونيد جورفيتس من JIVE: "يشبه ذلك القدرة على الجلوس في ساحتك الخلفية ومشاهدة الكرة في لعبة كرة الطاولة التي تُلعب على القمر".
سيقوم كل من فريقي JPL و JIVE بتسجيل البيانات التي تم جمعها بواسطة التلسكوبات اللاسلكية ومعالجتها لاحقًا. في حالة قياسات دوبلر ، قد تتوفر بعض المعلومات في الوقت الفعلي ، اعتمادًا على قوة الإشارة ، لكن العلماء في هذا الفريق يخططون أيضًا لإجراء تحليل مفصل للبيانات المسجلة.
يستخدم فريق JPL أجهزة خاصة من شبكة Deep Space Network تسمى Radio Science Receivers. سيتم إقراض واحد إلى GBT وآخر إلى مرصد راديو Parkes. قال سامي أسمر ، عالم JPL المسؤول: "هذه هي الأداة نفسها التي سمحت لنا بدعم الاتصالات الصعبة أثناء هبوط مركبتي المريخ الروحية والفرصية بالإضافة إلى Cassini Saturn Orbit Insertion عندما كانت الإشارة اللاسلكية المستلمة ضعيفة للغاية". لتسجيل البيانات.
عندما دخل مسبار المركبة الفضائية جاليليو الغلاف الجوي للمشتري في عام 1995 ، استخدم فريق JPL التلسكوب الراديوي ذي الصفيف الكبير جدًا (VLA) التابع لشركة NSF في نيو مكسيكو لتتبع إشارة المسبار مباشرة. أدت إضافة البيانات من VLA إلى تلك التجربة إلى تحسين دقة قياسات سرعة الرياح بشكل كبير.
"حقق لنا مسبار غاليليو مفاجأة. على عكس بعض التوقعات ، علمنا أن رياح المشتري تزداد قوة كلما تعمقنا في الغلاف الجوي. يخبرنا ذلك أن هذه الرياح العميقة لا تحركها أشعة الشمس بالكامل ، ولكن أيضًا بسبب الحرارة القادمة من قلب الكوكب. قال روبرت بريستون ، عالم آخر في مختبر الدفع النفاث ، "إذا حالفنا الحظ في تيتان ، فسوف نحصل على مفاجآت هناك أيضًا".
مسبار Huygens هو مركبة فضائية بنيت من قبل وكالة الفضاء الأوروبية (ESA). بالإضافة إلى مقاريب NRAO ، ستستخدم تجربة الرياح الدوبلر JPL المرفق الوطني لتلسكوب أستراليا وغيرها من المقاريب الراديوية في Parkes و Mopra و Ceduna ، أستراليا ؛ هوبارت ، تسمانيا ؛ أورومتشي وشنغهاي ، الصين ؛ وكاشيما ، اليابان. القياسات الموضعية هي مشروع تقوده JIVE وتضمين وكالة الفضاء الأوروبية ، والمؤسسة الهولندية للبحث في علم الفلك ، وجامعة بون ، وجامعة هلسنكي للتكنولوجيا ، وجبل ، والمرفق الوطني لتلسكوب أستراليا ، والمراصد الفلكية الوطنية في الصين ، ومرصد شنغهاي الفلكي والمعهد الوطني لتكنولوجيا الاتصالات في كاشيما باليابان.
يتم تمويل المعهد المشترك لـ VLBI في أوروبا من قبل مجالس البحث الوطنية والمرافق والمعاهد الوطنية في هولندا (NWO و ASTRON) والمملكة المتحدة (PPARC) وإيطاليا (CNR) والسويد (مرصد Onsala الفضائي والمرفق الوطني) ، إسبانيا (IGN) وألمانيا (MPIfR). شبكة VLBI الأوروبية هي منشأة مشتركة بين معاهد الفلك الراديوي الأوروبية والصينية وجنوب أفريقيا وغيرها ممولة من مجالس البحث الوطنية. تم تمويل التلسكوب الأسترالي من قبل كومنولث أستراليا للعمل كمرفق وطني يديره CSIRO.
المرصد الوطني لعلم الفلك الراديوي هو مرفق تابع لمؤسسة العلوم الوطنية ، ويتم تشغيله بموجب اتفاقية تعاون من قبل Associated Universities، Inc.
المصدر الأصلي: NRAO News Release
