مجهر

📅 آخر تحديث: ٤ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٤ أغسطس ٢٠٢٦
الموسوعة الحرة

القمر الصناعي الصغير ذو السحب المعوض لمراقبة مبدأ التكافؤ ( MICROSCOPE ) هو قمر صناعي صغير من فئة 300 كيلوغرام (660 رطلاً) تشغله وكالة الفضاء الفرنسية (CNES) لاختبار عالمية السقوط الحر ( مبدأ التكافؤ ) بدقة تصل إلى 10 -15 ، [ 6 ] أي أكثر دقة بمئة مرة مما يمكن تحقيقه على الأرض. أُطلق في 25 أبريل 2016 مع القمر الصناعي Sentinel-1B وأقمار صناعية صغيرة أخرى، وتم إيقاف تشغيله في حوالي 18 أكتوبر 2018 بعد إتمام أهدافه العلمية. [ 4 ] نُشر التقرير النهائي في عام 2022. [ 7 ]

تجربة

لاختبار مبدأ التكافؤ (أي تشابه السقوط الحر لجسمين مختلفي التركيب في مجال جاذبية متطابق)، يُستخدم مقياسان تفاضليان للتسارع بالتتابع. إذا تحقق مبدأ التكافؤ، فسيتعرض الجسمان لنفس التسارع. أما إذا تطلب الأمر تطبيق تسارعات مختلفة، فسيُخالف المبدأ.

التجربة الرئيسية هي مقياس التسارع الفضائي المزدوج لتجربة الجاذبية (T-SAGE)، الذي بنته وكالة الفضاء الأوروبية (ONERA) ويتألف من مقياسَي تسارع متطابقين وكتلتين أسطوانيتين متحدتي المركز مرتبطتين بهما. يعمل أحد مقياسَي التسارع كمرجع ويحتوي على كتلتين من سبيكة البلاتين والروديوم ، بينما يعمل الآخر كأداة اختبار ويحتوي على كتلتين بنسب مختلفة من النيوترونات إلى البروتونات : كتلة من سبيكة البلاتين والروديوم وكتلة أخرى من سبيكة التيتانيوم والألومنيوم والفاناديوم (TA6V). تُحفظ الكتلتان داخل مناطق الاختبار الخاصة بهما بواسطة التنافر الكهروستاتيكي ، المصمم لجعلهما ثابتتين بالنسبة للقمر الصناعي. [ 1 ] [ 8 ]

من الضروري تهيئة بيئة حرارية ملائمة لمقاييس التسارع. ولتحقيق هذه الغاية، يوفر مدار متزامن مع الشمس إضاءة ثابتة؛ وتُركّب التجارب في نهاية هيكل القمر الصناعي بعيدًا عن الشمس؛ وللحفاظ على العزل الحراري عن القمر الصناعي نفسه، تم نمذجة أنماط الاتصال الحراري وتقليل وصلات الأسلاك إلى الحد الأدنى. [ 1 ]

التحكم عبر الأقمار الصناعية

يستخدم القمر الصناعي نظام التحكم في الوضعية الخالي من السحب (DFACS)، والذي يُسمى أيضًا نظام التحكم في التسارع والوضعية (AACS)، ويعتمد على مجموعة احتياطية مزدوجة من أربعة محركات دفع دقيقة (ستة عشر محركًا إجمالًا) لتحريك القمر الصناعي حول الأجسام التجريبية. ويأخذ هذا النظام في الحسبان القوى الديناميكية المؤثرة على المركبة الفضائية، بما في ذلك القوى الديناميكية الهوائية الناتجة عن الغلاف الجوي المتبقي، وقوى الضغط الشمسي الناتجة عن اصطدامات الفوتونات، والقوى الكهرومغناطيسية داخل الغلاف المغناطيسي للأرض، وقوى الجاذبية في نظام الشمس والأرض والقمر. [ 9 ] [ 10 ]

يطلق

أُطلق مسبار MICROSCOPE بنجاح في 25 أبريل 2016 الساعة 21:02:13 بالتوقيت العالمي المنسق من مركز غويانا الفضائي خارج مدينة كورو ، غويانا الفرنسية . [ 2 ] وحمله صاروخ سويوز ST-A مزود بمرحلة علوية من طراز Fregat-M . [ 11 ] وشملت الحمولات الأخرى في هذه الرحلة قمر Sentinel-1B التابع لوكالة الفضاء الأوروبية لرصد الأرض، وثلاثة أقمار صناعية مكعبة (CubeSats) : OUFTI-1 من جامعة لييج ، وe-st@r-II من جامعة تورينو التقنية ، و AAUSAT-4 من جامعة آلبورغ . [ 2 ] [ 3 ] 

نتائج

في 4 ديسمبر 2017، نُشرت النتائج الأولى. وقد تم قياس مبدأ التكافؤ وثبتت صحته بدقة تصل إلى 10-15 ، مما يحسن القياسات السابقة بمقدار عشرة أضعاف. [ 12 ]

نهاية المهمة

بعد إتمام مهمتها ونفاد مخزونها من وقود النيتروجين، أُعلن عن إخراج المركبة الفضائية "ميكروسكوب" من الخدمة في 18 أكتوبر 2018. في البداية، تم تعطيل المركبة ، ثم نُشر ذراعان قابلان للنفخ من طراز "آيدياس" (نظام الكبح الهوائي المبتكر لإخراج المركبة من المدار) بطول 4.5 متر (15 قدمًا) لإخراج المركبة من المدار بشكل تدريجي عن طريق زيادة مقاومة الهواء . وبهذه الطريقة، من المتوقع أن تعود "ميكروسكوب" إلى الغلاف الجوي للأرض في غضون 25 عامًا بدلًا من 73 عامًا. [ 1 ] [ 4 ] 

انظر أيضاً

مراجع

  1. 1 2 3 4 5 6 7 "المجهر" . بوابة eoPortal . وكالة الفضاء الأوروبية . تم الاطلاع عليه بتاريخ 7 ديسمبر 2016 .
  2. 1 2 3 4 كلارك، ستيفن (26 أبريل 2016). "انطلاق مركبة سويوز حاملةً قمرًا صناعيًا بيئيًا ومسبارًا لدراسة النسبية العامة" . سبيس فلايت ناو . تم الاطلاع عليه بتاريخ 7 ديسمبر 2016 .
  3. ١ ٢ ٣ "الرحلة VS14 - إطلاق ناجح لمركبة سويوز التابعة لشركة أريان سبيس، يدعم التنمية المستدامة، والفيزياء الأساسية، ويعزز فرص العمل في مجال الفضاء" . أريان سبيس. ٢٥ أبريل ٢٠١٦. تاريخ الاطلاع: ٧ ديسمبر ٢٠١٦ .
  4. 1 2 3 بريسون، باسكال؛ سارت، رافائيل (18 أكتوبر 2018). "نهاية مهمة الميكروسكوب - قمر CNES الصناعي يودع العالم بعملية إخراج ناجحة ومبتكرة من مداره" (بيان صحفي). CNES . تم الاطلاع عليه بتاريخ 25 مارس 2019 .
  5. ↑ "المجهر - المدار" . سماوات السماء . 5 ديسمبر 2016. تم الاطلاع عليه في 5 ديسمبر 2016 .
  6. ↑ براكس، فيليب (14 سبتمبر 2022). "قمر صناعي يؤكد مبدأ السقوط الحر" . الفيزياء . 15 (94). الجمعية الفيزيائية الأمريكية (APS): 94. Bibcode : 2022PhyOJ..15...94B . doi : 10.1103/Physics.15.94 . S2CID 252801272 . 
  7. ↑ توبول، بيير؛ ميتريس، جيل؛ رودريغيز، مانويل؛ بيرجيه، جويل؛ روبرت، آلان؛ وآخرون . (2022). " مهمة المجهر: النتائج النهائية لاختبار مبدأ التكافؤ" (ملف PDF) . رسائل المراجعة الفيزيائية . 129 (12) 121102. arXiv : 2209.15487 . Bibcode : 2022PhRvL.129l1102T . doi : 10.1103/PhysRevLett.129.121102 . PMID 36179190. S2CID 252468544 .   
  8. ↑ "أداة T-SAGE" . المركز الوطني للدراسات الفضائية (CNES). 1 يوليو 2016. تم الاطلاع عليه بتاريخ 7 ديسمبر 2016 .
  9. ↑ "التحكم في الوضع والتسارع" . المركز الوطني للدراسات الفضائية. 29 يونيو 2016. تم الاطلاع عليه في 7 ديسمبر 2016 .
  10. ↑ باور، ماركوس (26 أبريل 2016). "مجهر فضائي لاختبار عالمية السقوط الحر" . وكالة الفضاء الأوروبية . تم الاطلاع عليه في 7 ديسمبر 2016 .
  11. ↑ كريبس، غونتر (29 أبريل 2016). "المجهر" . صفحة غونتر الفضائية . تم الاطلاع عليه في 7 ديسمبر 2016 .
  12. ↑ توبول، بيير؛ وآخرون . (8 ديسمبر 2017). " مهمة المجهر : النتائج الأولية لاختبار فضائي لمبدأ التكافؤ". رسائل المراجعة الفيزيائية . 119 (23). 231101. arXiv : 1712.01176 . Bibcode : 2017PhRvL.119w1101T . doi : 10.1103/PhysRevLett.119.231101 . PMID 29286705. S2CID 6211162 .