لدى علماء الفلك سبب جديد للقلق - تخطط وكالة ناسا ونوكيا لنشر اتصالات 4G على القمر . في منتصف أكتوبر ، أعلنت الوكالة أنه بموجب البرنامج القمري ، ستتلقى شركة Nokia ، الشريكة لناسا ، 14.1 مليون دولار للمشروع.
وفقًا للخطط ، بحلول عام 2028 ، يجب نشر الشبكة ، وستوفر الاتصالات لوحدات الهبوط على سطح القمر والمركبات القمرية وجميع الأنظمة الأخرى التي ستصل إلى القمر بحلول ذلك الوقت. يبدو أن كل شيء على ما يرام ، تتحقق أحلام كتاب الخيال العلمي والناس العاديين. لكن علماء الفلك غير سعداء - فهم يعتقدون ، وليس بدون سبب ، أن المشروع القمري سيكون له تأثير سلبي قوي على علم الفلك الراديوي.
ما الخطأ مرة أخرى؟
التلسكوبات الراديوية حساسة للغاية. يُطلب دائمًا من الزوار الذين يأتون إلى المرصد إيقاف تشغيل أجهزتهم المحمولة. ما مدى حساسية أنظمة المراقبة الراديوية الفضائية؟ على سبيل المثال ، يستطيع تلسكوب B. Lovell الراديوي ، الموجود في المملكة المتحدة ، اكتشاف مكالمة من المريخ. ليست إشارة قمر صناعي ، ولكنها مكالمة عادية على هاتف محمول عادي.
ومن الواضح أن هذا التلسكوب الراديوي ليس فقط لديه مثل هذه الحساسية ، ولكن أيضًا معظم الأنظمة الأخرى. بدونها ، لم يكونوا ليتمكنوا من تسجيل الأحداث على أجسام تبعد عنا ملايين السنين الضوئية.
في عام 2015 ، نُشرت قصة عن حبريمع أكبر تلسكوب لاسلكي في أستراليا باركس. حوالي مرتين في السنة ، تلقى المرصد إشارات غريبة من الفضاء. يطلق عليهم "perytons" ، ولم يأتوا من منطقة معينة من السماء ، ولكن من كل مكان في وقت واحد. كان من الغريب أن العلماء افترضوا على الفور أن الإشارات كانت من أصل أرضي.
في البداية ، كان يعتقد أن مصدر الإشارة هو البرق أو بعض الظواهر الجوية الأخرى. لكن في النهاية اتضح أن كل شيء أكثر تعقيدًا: "البريتونات" تنبعث من الميكروويف المثبت في الغرفة الخلفية. تظهر الإشارات إذا تم فتح باب الميكروويف قبل انتهاء تشغيله.
بشكل عام ، يمكن أن تفسد أي إشارة اصطناعيةنقاء ملاحظات علماء الفلك أو جعل عملهم مستحيلاً. والآن يشعر المتخصصون في علم الفلك الراديوي بالقلق بشأن مشروع ناسا ونوكيا. بعد كل شيء ، إذا تمكنوا من اكتشاف مكالمة هاتفية على سطح المريخ ، فما الذي ستفعله شبكة 4G المحمولة على القمر بالملاحظات اللاسلكية؟ الجواب واضح - سوف يعقد عمل العلماء.
تدخل في كل مكان
التداخل هو العدو الرئيسي لعلماء الفلك الراديوي. كان مرصد Jodrell Bank ، الذي يضم تلسكوب B. Lovell Radio Telescope ، أول منشأة يتم بناؤها بعيدًا عن مصادر التداخل اللاسلكي. اكتشف العالم برنارد لوفيل أن التلسكوبات تعرّضت للتدخل بسبب تداخل عربات الترام التي تمر بالقرب من مختبره. غالبًا ما تتسبب الأسلاك الموجودة عند نقطة التلامس في جهات اتصال الترام ؛ عندما تظهر الشرارة ، تظهر إشارات الراديو ، مما يؤدي إلى انسداد الطيف الراديوي.
منذ ذلك الحين ، أصبح من السائد بين علماء الفلك بناء مراصد بعيدة عن الحضارة قدر الإمكان. كلما كان ذلك أفضل وأكثر. يتم بناء نفس المقراب الراديوي الموزع (SKA) في أكثر المناطق النائية في أستراليا وجنوب إفريقيا. والسبب هو نفسه: لا يوجد تداخل من أجهزة الراديو. من الواضح أن اللوم ليس فقط الترام ، ولكن إشارات العديد من أجهزة الراديو تشوش الهواء. تعد الموجات الدقيقة مصيبة أخرى لعلم الفلك الراديوي الحديث ، كما ذكر أعلاه.
ولكن إذا كان بإمكانك الهروب من المصادر الأرضية لإشارات الراديو ، فلا يمكنك الاختباء من شبكة الأقمار الصناعية أو حتى الإشارات من القمر. يقوم علماء الفلك الراديوي الآن بتطوير خوارزميات لمعالجة نتائج المراقبة ، والتي من شأنها أن تساعد في تقليل التأثير السلبي للتداخل.
منذ وقت ليس ببعيد ، ظهرت خطة شبه رائعة لبناء تلسكوب لاسلكي على الجانب الآخر من القمر. نظرًا لأنه يواجه باستمرار جانبًا واحدًا من الأرض ، فإن الكتلة الصخرية ستحمي مثل هذا التلسكوب من أي تأثير للأرض. لكن الآن هذه الخطة الصعبة بالفعل مهددة: إذا ظهر مصدر تداخل على القمر ، فلا فائدة من بناء تلسكوب لاسلكي هناك.
كان هناك بالفعل أساس علمي متين للخطة. لذلك ، بمساعدة القمر الصناعي كويكياو المرسل إلى القمر كجزء من مهمة Chang'e 4 ، تمكن علماء الفلك من إثبات أن الملاحظات الراديوية من قمر طبيعي للأرض هي خيار مثالي لدراسة الفضاء. وحتى التلسكوب الراديوي لا يحتاج إلى نقله إلى القمر - أي فوهة بركان يمكن تحويلها إلى وعاء تلسكوب عن طريق نشر بطانة خاصة مصنوعة من شبكة سلكية. بعد ذلك ، تحتاج فقط إلى إضافة معدات علمية - وتلسكوب لاسلكي بقوة هائلة و "نقاء" غير عادي للإشارة اللاسلكية جاهز.
ستساعد البيانات التي تم إنشاؤها بواسطة مثل هذا النظام في الإجابة عن الأسئلة الأساسية حول الكون - على سبيل المثال ، كيف كان الحال في اللحظات القليلة الأولى بعد الانفجار العظيم.
ليس فقط 4G
ناسا لا تعمل فقط مع نوكيا. في المجموع ، تشارك 14 شركة مختلفة في المشروع لإعادة الناس إلى القمر. إذا نجح كل شيء ، فيجب أن يعود رواد الفضاء إلى قمر الأرض خلال 4 سنوات. وبعد ذلك سيبدأ استكشاف القمر ، بما في ذلك وضع الاتصالات. كلما زاد عدد المعدات والأشخاص على القمر ، كان ذلك أسوأ بالنسبة لعلماء الفلك الراديوي.
مشكلة أخرى هي الملاحظة البصرية. بعد أن بدأت أقمار Starlink التابعة لـ Elon Musk في دخول المدار بعشرات السنين ، أصبحت مرئية من الأرض بالعين المجردة. صرح علماء الفلك على الفور أنه إذا تجاوز عدد الأقمار الصناعية عدة مئات ، فسوف يتدخلون في دراسة الفضاء من الأرض باستخدام التلسكوبات البصرية.
إذا كان هناك حوالي 10000 قمر صناعي ، كما يخطط ماسك في النهاية ، فإن عمل علماء الفلك سيتعطل. لا تزال دراسة تأثير الأجهزة على الملاحظات المرئية جارية ، لكن ماسك وعد بجعل الأقمار الصناعية مظلمة .
بالإضافة إلى ذلك ، نظرًا لأن هذه أقمار صناعية للاتصالات اللاسلكية ، فإنها تخلق أيضًا تداخلًا ، وهي أقوى بكثير من أي أجهزة إرسال قليلة مثبتة على القمر. قوية للغاية لدرجة أن منظمة SKA ، التي تطور شبكة من التلسكوبات الراديوية من الجيل التالي ، تدرس الآن التأثير المحتمل لجميع العوامل المذكورة أعلاه على عمل علماء الفلك الراديوي. يشار إلى أنه بعد أن تكون جميع أقمار Starlink في المدار ، ستصبح شبكة SKA أقل حساسية بنسبة 70 ٪.
حسنًا ، ما هو المخرج؟ من غير المحتمل أن يكون موجودًا ، فالفضاء يتم إتقانه تدريجياً ، وعلى الرغم من أهمية عمل علماء الفلك الراديوي ، ستقوم الوكالات الحكومية والشركات التجارية بتثبيت وإطلاق المزيد والمزيد من مصادر الإشارات اللاسلكية. لذلك سيتعين على العلماء تطوير طرق لتقليل تأثير التداخل على نتائج الملاحظات - يبدو أنه لا توجد طريقة أخرى.
