سلف سينتينل-5

📅 آخر تحديث: ٢٤ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٤ يوليو ٢٠٢٦
الموسوعة الحرة

سينتينل-5 بريكرسور ( سينتينل-5P ) هو قمر صناعي لرصد الأرض، طورته وكالة الفضاء الأوروبية (ESA) ضمن برنامج كوبرنيكوس لسد الفجوة في استمرارية عمليات الرصد بين إنفيسات وسينتينل-5. [ 4 ] أُطلق في أكتوبر 2017، وعمره الافتراضي سبع سنوات. يوفر جهاز رصد التروبوسفير (تروبومي) أدق بيانات رصد انبعاثات غاز الميثان المتاحة حاليًا. [ 5 ]

ملخص

سينتينل-5P هي أول مهمة ضمن برنامج كوبرنيكوس مخصصة لرصد تلوث الهواء . وجهازها، تروبومي، عبارة عن مطياف يعمل بالأشعة فوق البنفسجية والمرئية والأشعة تحت الحمراء القريبة والقصيرة الموجة . بُني القمر الصناعي على هيكل سداسي من طراز أستروباص L 250، مزود بهوائيات اتصالات تعمل بنطاقي S و X ، وثلاثة ألواح شمسية قابلة للطي تولد 1500 واط، ومحركات دفع تعمل بالهيدرازين للحفاظ على موقعه . [ 1 ] [ 2 ]

يعمل القمر الصناعي في مدار متزامن مع الشمس على ارتفاع 824 كم (512 ميل) مع توقيت محلي للعقدة الصاعدة يبلغ 13:30 ساعة.  

ما قبل الإطلاق

وُقِّع أول عقد كبير للقمر الصناعي Sentinel-5P في يوليو 2009، خاص بجهاز Tropomi، بين وكالة الفضاء الأوروبية ووزارة الشؤون الاقتصادية الهولندية، بقيمة 78 مليون يورو. [ 6 ] وفي 8 ديسمبر 2011، اختارت وكالة الفضاء الأوروبية شركة Astrium UK كمقاول رئيسي للقمر الصناعي، ووقّعت عقدًا بقيمة 45.5 مليون يورو. [ 7 ] اكتمل بناء القمر الصناعي نفسه في مايو 2014، وتلاه دمجه بنجاح مع جهازه الرئيسي. [ 8 ] بلغت تكلفة مشروع Tropomi، من التصميم إلى الإطلاق، 220 مليون يورو . [ 9 ]

يطلق

أُطلق القمر الصناعي بواسطة شركة يوروكوت لخدمات الإطلاق على متن صاروخ روكوت . [ 3 ] كان من المقرر إطلاقه في أواخر عام 2014، ولكن بعد عدة تأجيلات، أُطلق في 13 أكتوبر 2017 الساعة 09:27 بالتوقيت العالمي المنسق من قاعدة بليسيتسك الفضائية، الموقع 133. وصل القمر الصناعي سنتينل-5P بنجاح إلى مداره النهائي بعد 79 دقيقة من الإطلاق. [ 10 ]

جهاز تروبومي

يحمل القمر الصناعي Sentinel-5P جهازًا واحدًا، هو جهاز مراقبة التروبوسفير (Tropomi). يُعدّ Tropomi مطيافًا يستشعر أطوال موجات الضوء فوق البنفسجية (UV) والمرئية (VIS) والأشعة تحت الحمراء القريبة (NIR) والأشعة تحت الحمراء ذات الموجة القصيرة (SWIR) لرصد الأوزون والميثان والفورمالديهايد والهباء الجوي وأول أكسيد الكربون وثاني أكسيد النيتروجين وثاني أكسيد الكبريت في الغلاف الجوي. وهو يُوسّع قدرات جهاز OMI من القمر الصناعي Aura وجهاز SCIAMACHY من القمر الصناعي Envisat . [ 11 ]

يقوم القمر الصناعي تروبومي بأخذ قياسات كل ثانية، ويغطي مساحة عرضها حوالي 2600 كيلومتر (1600 ميل) وعمقها 7 كيلومترات (4.3 ميل) ، بدقة 7 × 7 كيلومترات. تبلغ كتلة تروبومي الإجمالية حوالي 200 كيلوغرام (440 رطلاً) ، ويستهلك طاقة بمعدل 170 واط، وينتج بيانات بمعدل 140 جيجابت لكل مدار. [ 12 ] [ 1 ]       

تصميم وبناء الآلات

تم بناء تروبومي من خلال مشروع مشترك بين مكتب الفضاء الهولندي ، والمعهد الملكي الهولندي للأرصاد الجوية ، والمعهد الهولندي لأبحاث الفضاء ، والمنظمة الهولندية للبحوث العلمية التطبيقية ، وشركة إيرباص للدفاع والفضاء في هولندا . [ 6 ] [ 13 ]

ينقسم الجهاز إلى أربعة أقسام رئيسية: مطياف الأشعة فوق البنفسجية، ومطياف الضوء المرئي، ومطياف الأشعة تحت الحمراء القريبة، ووحدة المعايرة، ومطياف الأشعة تحت الحمراء ذات الموجة القصيرة مع بصرياته، ووحدة التحكم بالجهاز، ووحدة التبريد. يُفصل الضوء إلى أطوال موجية مختلفة باستخدام مطياف محزز، ثم يُقاس بأربعة كواشف مختلفة تتوافق مع النطاقات الطيفية المعنية. يمتد النطاق الطيفي لمطياف الأشعة فوق البنفسجية من 270 إلى 320  نانومتر، ولمطياف الضوء المرئي من 310 إلى 500  نانومتر، ولمطياف الأشعة تحت الحمراء القريبة من 675 إلى 775  نانومتر، ولمطياف الأشعة تحت الحمراء ذات الموجة القصيرة من 2305 إلى 2385  نانومتر. [ 12 ]

مطياف الأشعة تحت الحمراء ذات الموجة القصيرة

صُمم وبُني مطياف الأشعة تحت الحمراء ذات الموجة القصيرة (SWIR) بواسطة مجموعة الحمولات البصرية التابعة لشركة ساري للأقمار الصناعية (SSTL). يعتمد هذا المطياف على تصميم محزز مغمور، حيث يسقط الضوء على محزز محفور من داخل ركيزة سيليكون ذات معامل انكسار عالٍ. يسمح الطول الموجي المخفّض داخل الوسط الانكساري بتصميم فعال وموفر للمساحة. وقد وفرت شركة SRON (هولندا) محزز الأشعة تحت الحمراء ذات الموجة القصيرة، كما وفرت أيضًا الإلكترونيات الأمامية (FEE). يستقبل مطياف الأشعة تحت الحمراء ذات الموجة القصيرة الضوء من الجهاز الرئيسي عبر بؤبؤ وسيط ، ويوجهه عبر تلسكوب نحو شق يحدد مسار الجهاز على الأرض. يُعاد تجميع الضوء الخارج من الشق ، ثم ينحرف بواسطة المحزز المغمور عند رتبة عالية، وأخيرًا يُصوّر على كاشف ثنائي الأبعاد بواسطة عدسة ترحيل ذات فتحة عالية. يحتوي كاشف الأشعة تحت الحمراء ذات الموجة القصيرة (المُورّد من شركة سوفرادير الفرنسية) على 256 عنصرًا في الاتجاه العرضي و1024 عنصرًا في الاتجاه الطيفي، بمسافة بين العناصر تبلغ 30 ميكرونًا؛ ويعمل في درجة حرارة منخفضة (عادةً 140 كلفن). تُثبّت بصريات مطياف الأشعة تحت الحمراء ذات الموجة القصيرة على منصة بصرية مُبرّدة (حوالي 200 كلفن)، ويُعزل الجهاز بغطاء عازل متعدد الطبقات. تمت محاذاة جهاز الأشعة تحت الحمراء ذات الموجة القصيرة، وضبط تركيزه، ودراسة خصائصه في منشأة الفراغ الحراري التابعة لمختبر مولارد لعلوم الفضاء في مقاطعة ساري بالمملكة المتحدة.

أمثلة تطبيقية

أظهرت بيانات جهاز Sentinel-5P Tropomi انخفاضات كبيرة في كميات ثاني أكسيد النيتروجين فوق المدن الصينية بين أواخر يناير وفبراير 2020. وقد رُبطت هذه الانخفاضات باستجابة الصين لجائحة فيروس كورونا ، والتي أدت إلى انخفاض كبير في الأنشطة الصناعية وغيرها من الأنشطة الملوثة. [ 14 ] كما ساعدت بيانات تلوث Tropomi في تأكيد وجود علاقة بين ارتفاع معدل الإصابة بفيروس كوفيد-19 والتعرض المزمن لملوثات الهواء. [ 15 ]

مراجع

  1. 1 2 3 "ورقة بيانات سينتينل 5" (ملف PDF) . وكالة الفضاء الأوروبية . أغسطس 2013. تم الاطلاع عليها في 6 سبتمبر 2014 .
  2. 1 2 "وكالة الفضاء الأوروبية: القمر الصناعي سينتينل-5P" . وكالة الفضاء الأوروبية . تم الاطلاع عليه بتاريخ 4 سبتمبر 2024 .
  3. 1 2 "وكالة الفضاء الأوروبية تحجز إطلاق القمر الصناعي سينتينل-5 بي من يوروكوت" . خدمات إطلاق يوروكوت . 29 يناير 2014. تم الاطلاع عليه في 6 سبتمبر 2014 .
  4. ↑ "Sentinels -4/-5 و-5P" . وكالة الفضاء الأوروبية . تم الاطلاع عليه بتاريخ 6 سبتمبر 2014 .
  5. ↑ توليفسون، جيف (11 أبريل 2018). "مجموعة بيئية أمريكية تفوز بملايين الدولارات لتطوير قمر صناعي لرصد غاز الميثان" . مجلة نيتشر . 556 (7701): 283. Bibcode : 2018Natur.556..283T . doi : 10.1038/d41586-018-04478-6 . PMID 29666485 . 
  6. 1 2 "توقيع اتفاقية بين هولندا ووكالة الفضاء الأوروبية بشأن جهاز Sentinel-5 Precursor" . وكالة الفضاء الأوروبية. 6 يوليو 2009. تم الاطلاع عليه في 6 سبتمبر 2014 .
  7. ↑ «وكالة الفضاء الأوروبية تختار شركة أستريوم لبناء القمر الصناعي التمهيدي لسنتينل-5» . وكالة الفضاء الأوروبية. 8 ديسمبر 2011. تم الاطلاع عليه بتاريخ 6 سبتمبر 2014 .
  8. ↑ "منصة تقرّب مراقبة جودة الهواء خطوةً أخرى" . وكالة الفضاء الأوروبية. 27 مايو 2014. تم الاطلاع عليه بتاريخ 6 سبتمبر 2014 .
  9. ↑ "رابط أساسي لمركز NLR في معالجة بيانات تروبومي" . 13 أكتوبر 2017. تم الاطلاع عليه في 26 سبتمبر 2018 .
  10. ↑ "قمر صناعي لمراقبة جودة الهواء في مداره - أخبار - سينتينل-5 بي - مهمات وكالة الفضاء الأوروبية - الأرض على الإنترنت - وكالة الفضاء الأوروبية" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 13 أكتوبر 2017. تم الاطلاع عليه بتاريخ 13 أكتوبر 2017 .
  11. ↑ "تروبومي" . تم الاطلاع عليه بتاريخ 6 سبتمبر 2014 .
  12. 1 2 "تروبومي: آلة موسيقية" . مؤرشف من الأصل في 13 أغسطس 2014. تم الاطلاع عليه في 6 سبتمبر 2014 .
  13. ↑ "سنتينل 5-بريكورسور/تروبومي" . المعهد الهولندي لأبحاث الفضاء . مؤرشف من الأصل في 4 مارس 2016. تم الاطلاع عليه في 6 سبتمبر 2014 .
  14. ↑ "كوفيد-19: ثاني أكسيد النيتروجين فوق الصين" . 24 مارس 2020. تم الاطلاع عليه بتاريخ 24 مارس 2020 .
  15. ↑ بانزيني، ريكاردو؛ فورناكا، دافيد (2021). "ارتفاع معدل الوفيات بسبب كوفيد-19 في المناطق الصينية ذات التعرض المزمن لانخفاض جودة الهواء" . مجلة فرونتيرز في الصحة العامة . 8 597753. doi : 10.3389/fpubh.2020.597753 . ISSN 2296-2565 . PMC 7874038. PMID 33585383 .