أستروسات

يُعدّ AstroSat أول تلسكوب فضائي هندي مُخصّص لأطوال الموجات المتعددة. وقد أُطلق على متن صاروخ PSLV-XL في 28 سبتمبر 2015. ^{[ 1 ] [ 2 ]} ونظرًا لنجاح هذا القمر الصناعي،اقترحت منظمة أبحاث الفضاء الهندية (ISRO) إطلاق AstroSat - 2 كخليفة له. ^{[ 3 ]}

بعد نجاح تجربة علم الفلك بالأشعة السينية الهندية المحمولة على الأقمار الصناعية (IXAE)، والتي تم إطلاقها في عام 1996، وافقت منظمة أبحاث الفضاء الهندية (ISRO) على مزيد من التطوير لقمر صناعي فلكي متكامل، AstroSat ، في عام 2004. ^{[ 4 ]}

قامت العديد من مؤسسات البحث الفلكي في الهند وخارجها ببناء أجهزة مشتركة للقمر الصناعي. وتشمل المجالات المهمة التي تتطلب تغطية دراسات الأجرام الفلكية بدءًا من أجرام النظام الشمسي القريبة وصولًا إلى النجوم البعيدة والأجرام على مسافات كونية ؛ كما يمكن إجراء دراسات توقيت المتغيرات، بدءًا من نبضات الأقزام البيضاء الساخنة وصولًا إلى نبضات النوى المجرية النشطة، باستخدام AstroSat ، وذلك على نطاقات زمنية تتراوح من أجزاء من الثانية إلى أيام.

أستروسات هي مهمة فلكية متعددة الأطوال الموجية على متن قمر صناعي من فئة IRS في مدار استوائي قريب من الأرض . تغطي الأجهزة الخمسة الموجودة على متنها مناطق الطيف الكهرومغناطيسي المرئي (320-530  نانومتر)، والأشعة فوق البنفسجية القريبة (180-300 نانومتر  )، والأشعة فوق البنفسجية البعيدة (130-180  نانومتر)، والأشعة السينية اللينة (0.3-8 كيلو إلكترون فولت و2-10 كيلو إلكترون فولت)، والأشعة السينية الصلبة (3-80 كيلو إلكترون فولت و10-150 كيلو إلكترون فولت ) .

بلغت التكلفة المعتمدة لمشروع أستروسات 177.85 كرور روبية (ما يعادل حوالي 20 مليون دولار أمريكي اعتبارًا من مارس 2025). ^{[ 5 ]} أُطلق أستروسات بنجاح في 28 سبتمبر 2015 من مركز ساتيش داوان الفضائي على متن صاروخ PSLV-XL في تمام الساعة 10:00 صباحًا.

AstroSat هو مرصد متعدد الأغراض قائم على المقترحات، ويركز بشكل أساسي على الجوانب العلمية التالية:

• رصد متزامن متعدد الأطوال الموجية لتغيرات الشدة في مجموعة واسعة من المصادر الكونية
• مراقبة سماء الأشعة السينية بحثًا عن ظواهر عابرة جديدة
• مسوحات السماء في نطاقات الأشعة السينية الصلبة والأشعة فوق البنفسجية
• دراسات طيفية واسعة النطاق للثنائيات النجمية للأشعة السينية، والنوى المجرية النشطة ، وبقايا المستعرات العظمى ، وتجمعات المجرات، والهالات النجمية
• دراسات حول التغيرات الدورية وغير الدورية لمصادر الأشعة السينية

يُجري القمر الصناعي AstroSat عمليات رصد متعددة الأطوال الموجية تغطي نطاقات طيفية من موجات الراديو والضوء المرئي والأشعة تحت الحمراء والأشعة فوق البنفسجية والأشعة السينية. ويشمل ذلك دراسات فردية لمصادر محددة ذات أهمية، بالإضافة إلى عمليات مسح شاملة. وبينما تُنسق عمليات رصد موجات الراديو والضوء المرئي والأشعة تحت الحمراء عبر تلسكوبات أرضية، تُغطى مناطق الطاقة العالية، أي الأشعة فوق البنفسجية والأشعة السينية والضوء المرئي، بواسطة أجهزة AstroSat المخصصة والمحمولة على متن القمر الصناعي . ^{[ 6 ]}

ستدرس المهمة أيضًا بيانات متعددة الأطوال الموجية شبه متزامنة من مصادر متغيرة مختلفة. ففي نظام ثنائي ، على سبيل المثال، تُصدر المناطق القريبة من الجسم المضغوط إشعاعًا في الغالب ضمن نطاق الأشعة السينية ، بينما يُصدر قرص التراكم معظم ضوئه في نطاق الأشعة فوق البنفسجية/الضوئية، في حين أن كتلة النجم المُعطي تكون في أقصى سطوعها في النطاق الضوئي.

سيقوم المرصد أيضاً بما يلي:

• التحليل الطيفي منخفض إلى متوسط ​​الدقة عبر نطاق طاقة واسع مع التركيز الأساسي على دراسات الأجسام التي تبعث الأشعة السينية
• دراسات التوقيت للظواهر الدورية وغير الدورية في الثنائيات التي تعمل بالأشعة السينية
• دراسات حول النبضات في النجوم النابضة بالأشعة السينية
• التذبذبات شبه الدورية ، والوميض، والتوهج، وغيرها من التغيرات في الثنائيات النجمية للأشعة السينية
• تغيرات شدة الإشعاع على المدى القصير والطويل في النوى المجرية النشطة
• دراسات التأخير الزمني في الأشعة السينية المنخفضة/الصلبة والأشعة فوق البنفسجية/الضوئية
• الكشف عن ودراسة الظواهر العابرة للأشعة السينية. ^{[ 7 ]}

وعلى وجه الخصوص، ستوجه المهمة أجهزتها نحو النوى المجرية النشطة، والتي يُعتقد أنها تحتوي على ثقوب سوداء فائقة الكتلة. ^{[ 8 ]}

تحتوي الحمولة العلمية على ستة أجهزة.

• يقوم تلسكوب التصوير بالأشعة فوق البنفسجية (UVIT) بالتصوير المتزامن في ثلاث قنوات: 130-180  نانومتر، و180-300  نانومتر، و320-530  نانومتر. وتتكون الكواشف الثلاثة من مكثفات صور فراغية من إنتاج شركة فوتيك البريطانية . ^{[ 9 ]} يتكون كاشف الأشعة فوق البنفسجية البعيدة (FUV) من مهبط ضوئي من يوديد السيزيوم ( CsI) مع عدسة إدخال من فلوريد المغنيسيوم (MgF₂ ₎ ، ويتكون كاشف الأشعة فوق البنفسجية القريبة (NUV) من مهبط ضوئي من تيلوريد السيزيوم (CsTe) مع عدسة إدخال من السيليكا المنصهرة، ويتكون كاشف الضوء المرئي من مهبط ضوئي من أنتيمونيد قلوي مع عدسة إدخال من السيليكا المنصهرة . يبلغ مجال الرؤية دائرة قطرها حوالي 28 دقيقة قوسية، وتبلغ الدقة الزاوية 1.8 ثانية قوسية للقنوات فوق البنفسجية و2.5 ثانية قوسية للقناة المرئية. في كل قناة من القنوات الثلاث، يمكن اختيار نطاق طيفي من خلال مجموعة من المرشحات المثبتة على عجلة؛ بالإضافة إلى ذلك، بالنسبة لقناتي الأشعة فوق البنفسجية، يمكن اختيار محزز حيود في العجلة لإجراء قياس طيفي بدون شق بدقة تبلغ حوالي 100. يبلغ قطر المرآة الرئيسية للتلسكوب 40 سم. ^{[ 10 ]} 
• يستخدم تلسكوب التصوير بالأشعة السينية اللينة (SXT) بصريات تركيز وكاميرا CCD ذات استنزاف عميق في المستوى البؤري لإجراء تصوير بالأشعة السينية في نطاق 0.3-8.0 كيلو إلكترون فولت. تتكون البصريات من 41 غلافًا متحدة المركز من مرايا رقائقية مخروطية مطلية بالذهب في تكوين Wolter-I تقريبي (مساحة فعالة تبلغ 120 ^سم²  ) . ستكون كاميرا CCD في المستوى البؤري مشابهة جدًا لتلك المستخدمة في تلسكوب SWIFT XRT. سيتم تشغيل كاميرا CCD عند درجة حرارة حوالي -80 درجة مئوية عن طريق التبريد الكهروحراري. ^{[ 10 ]} 
• يغطي عداد الأشعة السينية التناسبي ذو المساحة الكبيرة (LAXPC) قياسات توقيت الأشعة السينية ودراسات الطيف منخفضة الدقة عبر نطاق طاقة واسع (3-80 كيلو إلكترون فولت). سيستخدم مرصد أستروسات مجموعة من 3 عدادات متطابقة من نوع عدادات الأشعة السينية التناسبية ذات المساحة الكبيرة (LAXPC) متوازية، كل منها بتكوين متعدد الأسلاك والطبقات ومجال رؤية 1° × 1°. صُممت هذه الكواشف لتحقيق ما يلي: (أ) نطاق طاقة واسع من 3 إلى 80 كيلو إلكترون فولت، (ب) كفاءة كشف عالية عبر نطاق الطاقة بأكمله، (ج) مجال رؤية ضيق لتقليل تشويش المصادر، (د) دقة طاقة متوسطة، (هـ) خلفية داخلية منخفضة ^، و(و) عمر طويل في الفضاء. تبلغ المساحة الفعالة للتلسكوب 6000  سم² . ^{[ 10 ]}
• جهاز تصوير تيلوريد الكادميوم والزنك (CZTI) هو جهاز تصوير للأشعة السينية الصلبة. يتكون من مصفوفة كاشفات تيلوريد الكادميوم والزنك ذات وحدات بكسل، بمساحة فعالة تبلغ 500 ^سم²  ، ونطاق طاقة يتراوح من 10 إلى 150 كيلو إلكترون فولت. ^{[ 10 ]} تتميز الكواشف بكفاءة كشف تقارب 100% حتى 100 كيلو إلكترون فولت، ودقة طاقة فائقة (حوالي 2% عند 60 كيلو إلكترون فولت) مقارنةً بالعدادات الوميضية والتناسبية. كما يُسهّل صغر حجم البكسل التصوير متوسط ​​الدقة في نطاق الأشعة السينية الصلبة. سيُزوّد ​​جهاز CZTI بقناع مشفر ثنائي الأبعاد لأغراض التصوير. سيتم الحصول على توزيع سطوع السماء بتطبيق عملية فك التشفير على نمط الظل للقناع المشفر المسجل بواسطة الكاشف. بالإضافة إلى الدراسات الطيفية، سيتمكن جهاز CZTI من إجراء قياسات استقطاب حساسة لمصادر الأشعة السينية المجرية الساطعة في نطاق 100-300 كيلو إلكترون فولت. ^{[ 11 ]} 
• يتكون جهاز مراقبة السماء الماسح (SSM) من ثلاثة عدادات تناسبية حساسة للموقع، لكل منها قناع مشفر أحادي البعد، وهو مشابه جدًا في تصميمه لجهاز مراقبة السماء الكامل الموجود على قمر ناسا الصناعي RXTE . يحتوي العداد التناسبي المملوء بالغاز على أسلاك مقاومة كأقطاب موجبة. تُحدد نسبة الشحنة الخارجة من طرفي السلك موقع تفاعل الأشعة السينية، مما يوفر مستوى تصوير عند الكاشف. يُلقي القناع المشفر، المكون من سلسلة من الشقوق، ظلاً على الكاشف، ومنه يُستخلص توزيع سطوع السماء.
• سيُضمّن جهاز مراقبة الجسيمات المشحونة (CPM) ضمن حمولات القمر الصناعي أستروسات للتحكم في تشغيل أجهزة LAXPC وSXT وSSM. وعلى الرغم من أن ميل مدار القمر الصناعي سيكون 8 درجات أو أقل، إلا أنه سيقضي حوالي ثلثي مداراته فترة طويلة (15-20 دقيقة) في منطقة شذوذ جنوب المحيط الأطلسي (SAA) التي تتميز بتدفقات عالية من البروتونات والإلكترونات منخفضة الطاقة. وسيتم خفض الجهد العالي أو إيقافه باستخدام بيانات جهاز مراقبة الجسيمات المشحونة (CPM) عند دخول القمر الصناعي منطقة شذوذ جنوب المحيط الأطلسي (SAA) لمنع تلف أجهزة الكشف وتقليل تأثير التقادم على العدادات التناسبية.

يقع مركز القيادة والتحكم الأرضي للقمر الصناعي أستروسات في شبكة القياس عن بُعد والتتبع والتحكم التابعة لمنظمة أبحاث الفضاء الهندية (ISTRAC) في بنغالور، الهند. ويمكن التحكم في المركبة الفضائية وتنزيل البيانات العلمية خلال كل مرور مرئي فوق بنغالور. وتكون 10 من أصل 14 مدارًا يوميًا مرئية للمحطة الأرضية. ^{[ 12 ]} يستطيع القمر الصناعي جمع 420 جيجابت من البيانات يوميًا، والتي يمكن تنزيلها خلال المدارات العشرة المرئية بواسطة مركز التتبع واستقبال البيانات التابع لمنظمة أبحاث الفضاء الهندية في بنغالور. وفي يوليو 2009، تم تشغيل هوائي ثالث بقطر 11 مترًا ضمن شبكة الفضاء العميق الهندية (IDSN) لتتبع أستروسات .

أنشأت منظمة أبحاث الفضاء الهندية (ISRO) وحدة دعم لبرنامج AstroSat في مركز IUCAA بمدينة بونا . وقد وُقّعت مذكرة تفاهم بين ISRO وIUCAA في مايو 2016. وتهدف وحدة الدعم إلى إتاحة الفرصة للمجتمع العلمي لتقديم مقترحات بشأن معالجة بيانات AstroSat واستخدامها. وستوفر وحدة الدعم المواد والموارد والأدوات والتدريب والمساعدة اللازمة للمراقبين الزائرين. ^{[ 13 ]}

مشروع أستروسات هو جهد تعاوني بين العديد من المؤسسات البحثية المختلفة. المشاركون هم:

• أبريل 2009  : أكمل علماء من معهد تاتا للأبحاث الأساسية (TIFR) المرحلة التطويرية للحمولات العلمية المعقدة، وبدأوا بدمجها قبل تسليم القمر الصناعي أستروسات  الذي يزن 1650 كيلوغرامًا . وقد تم التغلب على التحديات التي واجهت تصميم الحمولات ونظام التحكم في الوضع، وفي اجتماع لجنة المراجعة الأخير، تقرر أن يبدأ تسليم الحمولة إلى مركز الأقمار الصناعية التابع لمنظمة أبحاث الفضاء الهندية (ISRO) من منتصف عام 2009 ويستمر حتى أوائل عام 2010، وذلك لتمكين إطلاق أستروسات في عام 2010 باستخدام صاروخ PSLV-C34، وهو الصاروخ الرئيسي لمنظمة أبحاث الفضاء الهندية. ^{[ 15 ]}
• مايو 2015  : اكتمل دمج القمر الصناعي أستروسات ، وتجري حاليًا الاختبارات النهائية. أصدرت منظمة أبحاث الفضاء الهندية (ISRO) بيانًا صحفيًا جاء فيه: "من المقرر إطلاق القمر الصناعي خلال النصف الثاني من عام 2015 بواسطة الصاروخ PSLV C-34 إلى مدار قريب من خط الاستواء حول الأرض على ارتفاع 650 كيلومترًا." ^{[ 16 ]}
• 24 يوليو 2015: تم الانتهاء من عملية التفريغ الحراري. تم تركيب الألواح الشمسية. بدء اختبارات الاهتزاز النهائية. ^{[ 10 ]}
• 10 أغسطس 2015: اجتازت جميع الاختبارات بنجاح. تم الانتهاء من مراجعة ما قبل الشحن بنجاح. ^{[ 10 ]}
• 28 سبتمبر 2015: تم إطلاق القمر الصناعي ASTROSAT بنجاح إلى مداره. ^{[ 17 ]}
• 15 أبريل 2016: أكمل القمر الصناعي عملية التحقق من الأداء وبدأ عملياته. ^{[ 18 ]}
• 29 سبتمبر 2018: أكمل القمر الصناعي ثلاث سنوات منذ إطلاقه في عام 2015. وقد رصد أكثر من 750 مصدراً، وأسفر ذلك عن ما يقرب من 100 منشور في مجلات علمية محكمة. ^{[ 19 ]}
• 29 سبتمبر 2020: أكمل القمر الصناعي فترة مهمته التي استمرت 5 سنوات، وسيظل يعمل لسنوات عديدة. ^{[ 20 ]}
• 29 سبتمبر 2025  : أكمل القمر الصناعي عشر سنوات في مداره. ^{[ 21 ]} استضاف مركز أبحاث الفضاء في جامعة ييل مؤتمراً في بنغالورو للاحتفال بمرور عشر سنوات على مسح بيانات الأقمار الصناعية. ^{[ 22 ]}

رصد مرصد أستروسات انفجارًا لأشعة غاما في 5 يناير 2017. وقد ساد التباسٌ حول ما إذا كان هذا الحدث مرتبطًا بإشارة الموجات الثقالية التي رصدها مرصد ليغو من حدث اندماج الثقب الأسود GW170104 في 4 يناير 2017. ^{[ 23 ]} وقد ساهم أستروسات في التمييز بين الحدثين. وتم تحديد انفجار أشعة غاما الذي حدث في 4 يناير 2017 على أنه انفجار مستعر أعظم منفصل من شأنه أن يُشكّل ثقبًا أسود. ^{[ 23 ]}

كما رصد القمر الصناعي أستروسات ظاهرة نادرة تتمثل في نجم صغير عمره 6 مليارات سنة أو نجم أزرق متخلف يتغذى على كتلة وطاقة نجم مرافق أكبر حجماً ويمتصها. ^{[ 24 ]}

في 31 مايو 2017، رصدت كل من Astrosat ومرصد تشاندرا للأشعة السينية وتلسكوب هابل الفضائي في وقت واحد انفجارًا إكليليًا على أقرب نجم يحتوي على كوكب Proxima Centauri ^{[ 25 ] [ 26 ].}

في السادس من نوفمبر/تشرين الثاني 2017، نشرت مجلة "نيتشر أسترونومي" ورقة بحثية لعلماء فلك هنود يقيسون تغيرات استقطاب الأشعة السينية لنجم السرطان النابض في كوكبة الثور. ^{[ 27 ] [ 28 ]} أُجريت هذه الدراسة من قِبل علماء من معهد تاتا للأبحاث الأساسية في مومباي، ومركز فيكرام سارابهاي الفضائي في ثيروفانانثابورام، ومركز الأقمار الصناعية التابع لمنظمة أبحاث الفضاء الهندية (ISRO) في بنغالورو، والمركز الجامعي المشترك لعلم الفلك والفيزياء الفلكية في بونه، ومختبر الأبحاث الفيزيائية في أحمد آباد. ^{[ 28 ]}

في يوليو 2018، التقط مرصد أستروسات صورةً لتجمع مجري مميز يبعد أكثر من 800 مليون سنة ضوئية عن الأرض. يُعرف هذا التجمع باسم أبيل 2256، ويتكون من ثلاثة تجمعات مجرية منفصلة تندمج جميعها لتشكل في النهاية تجمعًا مجريًا ضخمًا واحدًا في المستقبل. يحتوي هذا التجمع الضخم على أكثر من 500 مجرة، وهو أكبر من مجرتنا بحوالي 100 مرة، وأضخم منها بأكثر من 1500 مرة. ^{[ 29 ]}

في 26 سبتمبر 2018، نُشرت البيانات الأرشيفية لـ AstroSat للعموم. ^{[ 30 ]} وحتى 28 سبتمبر 2018، استُشهد ببيانات AstroSat في حوالي 100 منشور في مجلات علمية محكمة. ومن المتوقع أن يرتفع هذا الرقم بعد نشر بيانات AstroSat للعموم. ^{[ 31 ]}

في عام 2019، رصد مرصد أستروسات انفجارًا نادرًا جدًا للأشعة السينية في نظام ثنائي من نوع Be/X-ray يُدعى RX J0209.6-7427. لم يُرصد سوى عدد قليل من الانفجارات النادرة من هذا المصدر الذي يستضيف نجمًا نيوترونيًا. وقد رُصد آخر انفجار في عام 2019 بعد حوالي 26 عامًا. وتبين أن النجم النيوتروني المتراكم في هذا النظام الثنائي Be/X-ray هو نجم نابض فائق اللمعان للأشعة السينية (ULXP)، مما يجعله ثاني أقرب نجم نابض فائق اللمعان للأشعة السينية وأول نجم نابض فائق اللمعان للأشعة السينية في مجرتنا المجاورة في سحابتي ماجلان . ويُعد هذا المصدر أول نجم نابض فائق اللمعان للأشعة السينية يُكتشف بواسطة مهمة أستروسات، وهو النجم النابض الوحيد المعروف من نوعه. ^{[ 32 ] [ 33 ] [ 34 ]}

في أغسطس/آب 2020، رصد القمر الصناعي أستروسات ضوءًا فوق بنفسجيًا شديدًا من مجرة ​​تقع على بُعد 9.3 مليار سنة ضوئية من الأرض. وقد اكتشف هذه المجرة، التي سُميت AUDFs01، فريق من علماء الفلك بقيادة كاناك ساها من المركز الجامعي المشترك لعلم الفلك والفيزياء الفلكية في بونا. ^{[ 35 ] [ 36 ]}

في أغسطس 2025، رصد باحثون من منظمة أبحاث الفضاء الهندية (ISRO) وجامعة حيفا ومركز أبحاث الفضاء بجامعة أوتار براديش (URSC) والمعهد الهندي للتكنولوجيا في غواهاتي (IIT-Guwahati) أصول تذبذب الأشعة السينية على ثقب أسود يُدعى GRS 1915+105، واكتشفوا أن سطوع الأشعة السينية فيه يتناوب بين مرحلتين ساطعة وخافتة، تستمر كل منهما عدة مئات من الثواني. سيوفر هذا الاكتشاف رؤى بالغة الأهمية حول كيفية تفاعل الثقوب السوداء مع المادة المحيطة بها وإطلاقها للطاقة. ^{[ 37 ]}

في عام 2019، تم إصدار فيلم وثائقي بعنوان " أحلام الفضاء الهندية" يتناول رحلة تطوير القمر الصناعي أستروسات، من إخراج سو سودبري. ^{[ 38 ]}

• 
  صور الأشعة فوق البنفسجية البعيدة لعنقود NGC-1851
• 
  تم التقاط صورة لمسييه 74 بواسطة أستروسات

• أستروسات-2
• المرصد الفلكي الهندي
• منظمة أبحاث الفضاء الهندية
• قائمة التلسكوبات الفضائية
• علم الفلك فوق البنفسجي
• علم الفلك بالأشعة السينية

• أستروسات
• ISRO
• أستروسات: من الفكرة إلى التنفيذ والإطلاق