جيسون-1

كان القمر الصناعي Jason-1 ^{[ 1 ]} مهمةً لدراسة المحيطات باستخدام مقياس الارتفاعات. سعت هذه المهمة إلى رصد دوران المحيطات العالمي ، ودراسة الروابط بين المحيط والغلاف الجوي ، وتحسين التنبؤات والتوقعات المناخية العالمية، ورصد ظواهر مثل ظاهرة النينيو والدوامات المحيطية . ^{[ 2 ]} أُطلق Jason-1 في عام 2001، وتلاه القمر الصناعي OSTM/Jason-2 في عام 2008، ثم Jason-3 في عام 2016 - وهي سلسلة أقمار Jason الصناعية . أُطلق Jason-1 بالتزامن مع المركبة الفضائية TIMED . 

يعود أصل التسمية إلى اجتماع JASO1 (JASO=Journées Altimétriques Satellitaires pour l'Océanographie) في تولوز ، فرنسا، لدراسة مشاكل دمج بيانات مقياس الارتفاع في النماذج. كما يرمز اختصار Jason إلى "الشبكة المشتركة لقياس الارتفاع بالأقمار الصناعية في علم المحيطات". بالإضافة إلى ذلك، يُستخدم الاسم للإشارة إلى رحلة البحث الأسطورية عن المعرفة التي قام بها جايسون والأرجونوت .أُرشف بتاريخ 25 مارس 2016 في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine).تتضمن هذه المقالة نصًا من هذا المصدر، وهو متاح للعموم .

يُعدّ القمر الصناعي Jason-1 خليفةً لمهمة TOPEX/Poseidon ، ^{[ 3 ]} التي قامت بقياس تضاريس سطح المحيطات من عام 1992 إلى عام 2005. ومثل سابقه، يُعتبر Jason-1 مشروعًا مشتركًا بين وكالتي الفضاء ناسا (الولايات المتحدة) والمركز الوطني للدراسات الفضائية ( CNES ) (فرنسا). أُطلق القمر الصناعي Jason-2 ، خليفة Jason-1 ، في يونيو 2008، ضمن مهمة قياس تضاريس سطح المحيطات ^{[ 4 ]} . تُوفّر هذه الأقمار الصناعية رؤيةً عالميةً فريدةً للمحيطات، يستحيل الحصول عليها باستخدام أساليب أخذ العينات التقليدية من السفن.

تم بناء Jason-1 بواسطة Thales Alenia Space باستخدام منصة Proteus ، بموجب عقد من CNES ، بالإضافة إلى أداة Jason-1 الرئيسية، مقياس الارتفاع Poseidon-2 (خليفة مقياس الارتفاع Poseidon الموجود على متن TOPEX/Poseidon).

صُمم القمر الصناعي Jason-1 لقياس تغير المناخ من خلال قياسات دقيقة للغاية، تصل إلى ملليمترات في السنة، لتغيرات مستوى سطح البحر عالميًا . وكما فعل القمر الصناعي TOPEX/Poseidon، يستخدم Jason-1 مقياس ارتفاع لقياس تضاريس سطح المحيط. تُمكّن هذه القياسات لتضاريس سطح البحر العلماء من حساب سرعة واتجاه التيارات المحيطية ومراقبة دوران المحيطات عالميًا. يُعد المحيط العالمي المخزن الرئيسي للطاقة الشمسية على كوكب الأرض . تكشف قياسات Jason-1 لارتفاع سطح البحر عن أماكن تخزين هذه الحرارة، وكيفية انتقالها حول الأرض عبر التيارات المحيطية، وكيف تؤثر هذه العمليات على الطقس والمناخ.

أُطلق القمر الصناعي جيسون-1 في 7 ديسمبر 2001 من قاعدة فاندنبرغ الجوية في كاليفورنيا ، على متن صاروخ دلتا 2. خلال الأشهر الأولى، دار جيسون-1 في مدار مطابق تقريبًا لمدار القمر الصناعي توبكس/بوسيدون، مما أتاح إجراء معايرة متبادلة. في نهاية هذه الفترة، نُقل القمر الصناعي الأقدم إلى مدار جديد في منتصف المسافة بين كل مسار أرضي لجيسون . وكانت دورة جيسون تستغرق 10 أيام.

في 16 مارس 2002، تعرض جيسون-1 لاضطراب مفاجئ في وضعه، مصحوبًا بتقلبات مؤقتة في أنظمته الكهربائية. بعد هذا الحادث بفترة وجيزة، رُصدت قطعتان صغيرتان جديدتان من الحطام الفضائي في مدارات أقل ارتفاعًا بقليل من مدار جيسون-1، وأثبت التحليل الطيفي لاحقًا أنهما من أصل جيسون-1. في عام 2011، تبيّن أن قطع الحطام قد قُذفت على الأرجح من جيسون-1 بواسطة جسيم صغير مجهول الهوية وعالي السرعة اصطدم بإحدى الألواح الشمسية للمركبة الفضائية . ^{[ 5 ]}

أدت مناورات مدارية في عام 2009 إلى وضع القمر الصناعي Jason-1 على الجانب المقابل من الأرض للقمر الصناعي OSTM/Jason-2 ، الذي تشغله وكالات الأرصاد الجوية الأمريكية والفرنسية. في ذلك الوقت، حلق Jason-1 فوق نفس المنطقة من المحيط التي حلق فوقها OSTM/Jason-2 قبل خمسة أيام. ووقع مساره الأرضي في منتصف المسافة بين مساري OSTM/Jason-2، واللذين يفصل بينهما حوالي 315 كيلومترًا (196 ميلًا) عند خط الاستواء .  

وفرت هذه المهمة المزدوجة المتداخلة ضعف عدد القياسات لسطح المحيط، مما أتاح رؤية تفاصيل أصغر مثل الدوامات المحيطية. كما ساهمت هذه المهمة المزدوجة في تمهيد الطريق لمهمة مستقبلية لقياس ارتفاع سطح المحيط، والتي ستجمع بيانات أكثر تفصيلاً باستخدام جهاز واحد مقارنةً بما يجمعه قمرا جيسون الصناعيان حاليًا معًا. ^{[ 6 ]}

في أوائل عام 2012، وبعد أن ساهم في معايرة مهمة استبدال القمر الصناعي جيسون-1 (OSTM/Jason-2)، تم توجيهه إلى مداره المخصص للتوقف عن العمل، وتم تفريغ جميع الوقود المتبقي. ^{[ 7 ]} ومع ذلك، تمكنت المهمة من إرسال بيانات علمية، حيث قامت بقياس مجال جاذبية الأرض فوق المحيط. في 21 يونيو 2013، انقطع الاتصال بجيسون-1، وفشلت محاولات عديدة لإعادة الاتصال. وتبين أن جهاز الإرسال الأخير المتبقي على متن المركبة الفضائية قد تعطل. وفي 1 يوليو 2013، أرسل المشغلون أوامر إلى القمر الصناعي لإيقاف تشغيل المكونات العاملة المتبقية، مما أدى إلى إخراجه من الخدمة. وتشير التقديرات إلى أن المركبة الفضائية ستبقى في مدارها لمدة 1000 عام على الأقل. ^{[ 8 ]}

البرنامج سمي على اسم البطل الأسطوري اليوناني جايسون .

يحتوي جهاز Jason-1 على خمسة آلات موسيقية:

• بوسيدون 2 – _مقياس ارتفاع راداري موجه نحو النظير باستخدام النطاق C والنطاق Ku لقياس الارتفاع فوق سطح البحر .
• مقياس الإشعاع الميكروي لجيسون (JMR) – يقيس بخار الماء على طول مسار مقياس الارتفاع لتصحيح تأخير النبضة
• DORIS ( تحديد المدارات باستخدام دوبلر وتحديد المواقع الراديوية المتكاملة بواسطة الأقمار الصناعية ) لتحديد المدار بدقة تصل إلى 10  سم أو أقل وبيانات تصحيح الغلاف الأيوني لـ Poseidon 2.
• يوفر جهاز استقبال نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) في لعبة بلاك جاك بيانات دقيقة عن مدارات الكواكب
• تعمل مصفوفة العاكس الليزري مع المحطات الأرضية لتتبع القمر الصناعي ومعايرة قياسات مقياس الارتفاع والتحقق منها.

تم بناء القمر الصناعي Jason-1 وجهاز قياس الارتفاع وهوائي تتبع الموقع في فرنسا. أما جهاز قياس الإشعاع وجهاز استقبال نظام تحديد المواقع العالمي ومصفوفة العاكس الليزري فقد تم بناؤها في الولايات المتحدة.

أدت مهمتا TOPEX/Poseidon وJason-1 إلى تطورات كبيرة في علم المحيطات الفيزيائي ودراسات المناخ. ^{[ 9 ]} وقد وفر سجل بياناتهما الذي امتد على مدى 15 عامًا لتضاريس سطح المحيط الفرصة الأولى لرصد وفهم التغير العالمي في دوران المحيط ومستوى سطح البحر. وقد ساهمت النتائج في تحسين فهم دور المحيط في تغير المناخ، وتحسين التنبؤات الجوية والمناخية. تُستخدم البيانات المستقاة من هاتين المهمتين لتحسين نماذج المحيطات، والتنبؤ بشدة الأعاصير، وتحديد وتتبع الظواهر الكبيرة في المحيط والغلاف الجوي مثل ظاهرتي النينيو واللانينا . كما تُستخدم هذه البيانات يوميًا في تطبيقات متنوعة، مثل توجيه السفن، وتحسين سلامة وكفاءة عمليات الصناعات البحرية، وإدارة مصائد الأسماك، وتتبع الثدييات البحرية. ^{[ 10 ]}

قدمت كل من TOPEX/Poseidon و Jason-1 مساهمات كبيرة ^{[ 11 ]} في فهم:

تقلبات المحيط

كشفت البعثات عن التباين المذهل للمحيط، ومدى تغيره من موسم لآخر، ومن سنة لأخرى، ومن عقد لآخر، وحتى على نطاقات زمنية أطول. وقد أنهت هذه البعثات المفهوم التقليدي لنمط شبه ثابت وواسع النطاق لدوران المحيط العالمي، بإثباتها أن المحيط يتغير بسرعة على جميع المستويات، بدءًا من ظواهر هائلة مثل ظاهرتي النينيو واللانينا، اللتين قد تغطيان كامل المحيط الهادئ الاستوائي، وصولًا إلى الدوامات الصغيرة التي تدور حول تيار الخليج الكبير في المحيط الأطلسي.

تُستخدم بيانات قياس الارتفاعات في تطبيقات متنوعة، بدءًا من البحوث العلمية الأساسية المتعلقة بالمناخ وصولًا إلى تخطيط مسارات السفن. وتشمل هذه التطبيقات ما يلي:

• أبحاث المناخ : يتم دمج بيانات قياس الارتفاع في نماذج الكمبيوتر لفهم وتوقع التغيرات في توزيع الحرارة في المحيط، وهو عنصر أساسي في المناخ.
• التنبؤ بظاهرتي النينيو واللانينا : إن فهم نمط وتأثيرات دورات المناخ مثل ظاهرة النينيو يساعد في التنبؤ بالآثار الكارثية للفيضانات والجفاف والتخفيف من حدتها .
• التنبؤ بالأعاصير : يتم دمج بيانات مقياس الارتفاع وبيانات رياح المحيطات عبر الأقمار الصناعية في النماذج الجوية للتنبؤ بموسم الأعاصير وشدة كل عاصفة على حدة.
• توجيه السفن: تُستخدم خرائط تيارات المحيطات والدوامات والرياح المتجهة في الشحن التجاري واليخوت الترفيهية لتحسين المسارات.
• الصناعات البحرية: تتطلب سفن مد الكابلات وعمليات النفط البحرية معرفة دقيقة بأنماط دوران المحيط لتقليل تأثيرات التيارات القوية.
• أبحاث الثدييات البحرية : يمكن تتبع حيتان العنبر وفقمات الفراء وغيرها من الثدييات البحرية، وبالتالي دراستها، حول الدوامات المحيطية حيث تكون العناصر الغذائية والعوالق وفيرة.
• إدارة مصايد الأسماك : تحدد بيانات الأقمار الصناعية الدوامات المحيطية التي تؤدي إلى زيادة في الكائنات الحية التي تشكل الشبكة الغذائية البحرية، مما يجذب الأسماك والصيادين.
• أبحاث الشعاب المرجانية : تُستخدم البيانات المستشعرة عن بعد لمراقبة وتقييم النظم البيئية للشعاب المرجانية، والتي تتأثر بالتغيرات في درجة حرارة المحيط.
• تتبع الحطام البحري : تتزايد كمية المواد الطافية والمغمورة جزئياً، بما في ذلك الشباك والأخشاب وحطام السفن، مع ازدياد عدد السكان. ويمكن أن يساعد قياس الارتفاع في تحديد مواقع هذه المواد الخطرة.

• مشروع أرجو - مشروع لقياس درجة حرارة وملوحة الطبقة العليا  من عمود الماء بعمق 2 كم
• سيسات - قمر صناعي مبكر لقياس الارتفاع بالرادار
• توبكس/بوسيدون - السلف المباشر لجيسون-1
• مهمة قياس تضاريس سطح المحيط/جيسون-2 – الخليفة المباشر لجيسون-1
• زلزال المحيط الهندي عام 2004 - طاقة الزلزال
• برنامج الفضاء الفرنسي

• موقع جيسون 1 و2 في المركز الوطني للدراسات الفضائية (باللغة الفرنسية)
• موقع جيسون 1 و2 في المركز الوطني للدراسات الفضائية (باللغة الإنجليزية)
• موقع TOPEX/Jason التابع لوكالة ناسا
• نظام قاعدة بيانات مقياس الارتفاع الراداري (RADS)
• صفحة مهمة ناسا جيسون-1