تتبع مهندسو البعثة المركبة لوسي باستمرار أثناء استعدادها لمجاورة الأرض في 16 أكتوبر الماضي بمساعدة الجاذبية الأرضية. سيسمح لها ذلك باستخدام جاذبية الكوكب للحصول على بعض الطاقة المدارية ووضع نفسها على مسار نحو كويكبات طروادة المشتري.

ليس كل المهندسون سيتمكنون من تتبع المركبة عن كثب، ولكن سيتعين عليهم مراقبة أكثر من 47000 قمر صناعي وحطام وأجسام أخرى تدور حول كوكبنا. والجدير بالذكر أنه كادت أن تصطدم لوسي بأحد هذه الأجسام بمعدل أكثر من 1-10000 فرصة، مما سيتطلب مساعدة مهندسي البعثة لضبط مسار المركبة الفضائية قليلاً.

على الرغم من أن التعديل غير مرجح، والاصطدامات نادرة، إلا أن خبراء ناسا يقولون إن الفرص تتزايد مع زيادة  عدد الأجسام في مدار الأرض.

فعلى سبيل المثال، ناورت محطة الفضاء الدولية (ISS) بعيدًا عن طريق الحطام الفضائي 31 مرة منذ عام 1999، بما في ذلك ثلاث مرات بعام 2020.

وأفاد الدكتور دولان هايسميث، وهو كبير المهندسين في المجموعة التي تحدد احتمالات الاصطدامات بين مركبة ناسا الفضائية الروبوتية والأجسام التي تدور حول الأرض، وهي مجموعة تحليل مخاطر تقييم الاقتران في مركز غودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا في غرينبيلت بولاية ماريلاند أنه: “يزداد ازدحام المدار الأرضي المنخفض، لذلك ينبغي أن نضع ذلك في الاعتبار في الوقت الحاضر، خاصةً بالنسبة للبعثات التي تطير على ارتفاع منخفض، مثل لوسي”.

ويفعل مركز جونسون للفضاء التابع لناسا في هيوستن الشيء نفسه بالنسبة للمركبات الفضائية المأهولة، بما في ذلك المحطة الفضائية،

 أُطلقت لوسي قبل عام، في 16 أكتوبر 2021، في رحلة  مدتها 12 عامًا  لدراسة العديد من كويكبات طروادة عن قرب. اكتشفها المصور الفلكي الألماني ماكس وولف في فبراير 1906،  كويكبات طروادة  محاصرة في مدارات حول الشمس على نفس مسافة المشتري. وستكون لوسي أول مركبة فضائية تزور هذه البقايا من النظام الشمسي المبكر، مما يساعد العلماء على صقل نظرياتهم حول كيفية تشكل الكواكب قبل 4.5 مليار سنة ولماذا انتهى بها المطاف في تكوينها الحالي.

لكن لوسي أمامها طريق طويل لتقطعه قبل أن تصل إلى طروادة في عام 2027. وتعد المركبة القادمة المعتمدة على مساعدة الجاذبية واحدة من ثلاث مركبات ستعتمد عليها المركبة الفضائية لإطلاق نفسها نحو أهدافها في الفضاء السحيق.

في 16 أكتوبر 2022، حلّقت لوسي التابعة لناسا بالقرب من الأرض لأول مرة من ثلاث مساعدات جاذبية. وخلال المناورة، مرّت لوسي على بُعد 219 ميلاً من الكوكب (أقل من محطة الفضاء الدولية) وطارت عبر سحابة تضم أكثر من 6200 قمر صناعي يدور حول الأرض. تصور البيانات هذه مسار لوسي عبر سرب الأقمار الصناعية. المصدر: استوديو التصور العلمي التابع لناسا.

عندما اقتربت لوسي من الأرض للحصول على أول مساعدة جاذبية لها، أبحرت على بُعد 220 ميلاً (350 كم) فوق السطح. هذا أقل من ارتفاع المحطة الفضائية ومنخفض بما فيه الكفاية بحيث تكون المركبة الفضائية مرئية بالعين المجردة من غرب أستراليا لبضع دقائق بدءً من الساعة 6:55 مساءً بالتوقيت المحلي (10:55 بالتوقيت العالمي). وفي طريقها إلى الأسفل، حلّقت لوسي عبر الطبقة الأكثر ازدحامًا في مدار الأرض، والتي يراقبها سرب التحكم الفضائي 18 التابع لقوة الفضاء الأمريكية. يساعد السرب ناسا على تحديد النهج القريبة.

بدأ المهندسون تحليل الاصطدام للوسي قبل أسبوع من اقتراب المركبة الفضائية من الأرض. وأوضح هايسميث مشيرًا إلى أن بدء العملية في أي وقت سابق من شأنه أن يجعل تنبؤات الاصطدام غير مجدية، وفسّر ذلك بقوله: “كلما أسلفت في عملية التنبؤ، ازدادت احتمالات عدم التأكد من المكان الذي سيكون فيه الكائن”.

إن تحديد مواقع المركبات الفضائية، بالإضافة إلى الأقمار الصناعية والحطام المدارية، يمثل تحديًا، لاسيما عند محاولة توقع المستقبل. ويرجع ذلك إلى حدٍ كبير إلى أن الشمس تلعب دورًا رئيسيًا في سحب أو دفع الأجسام حولها، ومن الصعب التنبؤ بالنشاط الشمسي في المستقبل.

فعلى سبيل المثال، يؤثر نشاط الشمس – مقدار البلازما والإشعاع الذي تطلقه – على كثافة الغلاف الجوي، وبالتالي مقدار الاحتكاك الذي سيسحب مركبة فضائية ويبطئها. لذلك كلما اقترب تقييم التصادم من وقت تحليق الأرض، كان ذلك أفضل. ترسل ناسا تحديثات مكان وجود لوسي إلى سرب قوة الفضاء يوميًا.

إذا قرر السرب أن لوسي يمكن أن تتقاطع مع شيءٍ ما، فستقوم مجموعة هايسميث بحساب احتمال حدوث تصادم والعمل مع فريق المهمة لتحريك المركبة الفضائية، إذا لزم الأمر.

عرض على طول الطريق لأول مساعد جاذبية أرضية من لوسي (EGA). تتبع الكاميرا لوسي بينما تقترب المركبة الفضائية من الجانب المضاء بأشعة الشمس من الأرض قبل أن تعبر إلى ظل الأرض أثناء قيامها بالدوران حول الكوكب. هذه نسخة أبطأ من الرحلة الكاملة على طول العرض أعلاه، مع التركيز على النهج. المصدر: استوديو التصور العلمي التابع لناسا.

أوضح هايسميث: “مع مثل هذه المهمة الحيوية، تحتاج حقًا إلى التأكد من أن لديك القدرة على الابتعاد عن الطريق إذا واجهت صعوبات”.

كان لدى مهندسي الملاحة في لوسي خياران جاهزان للمناورة في حالة احتياج المركبة الفضائية إلى تجنب جسمٍ ما. تتطلب كلتا المناورتين تهيئة المحرك لتسريع المركبة الفضائية، التي تسافر حوالي 8 أميال (12 كم) في الثانية. يمكن لكل مناورة أن تحرك لوسي لأعلى بمقدار ثانيتين أو 4 ثوانٍ، على التوالي لتقترب أكثر من الأرض.

قال كيفن إي بيري، رئيس فريق ديناميكيات الطيران في لوسي من وكالة ناسا جودارد: “هذا يكفي لتجنب أي عراقيل يمكن أن تكون في الطريق”.

توفر وكالة ناسا جودارد الإدارة الشاملة للمهمة وهندسة الأنظمة والسلامة وضمان المهمة للوسي. قامت شركة لوكهيد مارتن سبيس في ليتلتون بولاية كولورادو ببناء المركبة الفضائية وتقوم بعمليات الطيران. لوسي هي المهمة الثالثة عشرة في برنامج ديسكفري التابع لناسا، والذي يديره مركز مارشال لرحلات الفضاء التابع لناسا في هنتسفيل، ألاباما.

المصدر: https://scitechdaily.com

ترجمة: آلاء ياقوت

مراجعة وتدقيق: زينب محمد