برنامج تاي تشي

برنامج تايجي هو مرصد صيني مقترح لرصد موجات الجاذبية عبر الأقمار الصناعية . ^{[ 1 ] [ 2 ]} من المقرر إطلاقه عام 2033 ^{[ 3 ]} لدراسة تموجات الزمكان الناتجة عن موجات الجاذبية . يتكون البرنامج من مثلث يضم ثلاث مركبات فضائية تدور حول الشمس، وترتبط فيما بينها بواسطة مقاييس تداخل ليزرية .

هناك خطتان بديلتان لمشروع تايجي. الأولى هي الاستحواذ على 20% من مشروع LISA التابع لوكالة الفضاء الأوروبية ؛ والثانية هي إطلاق أقمار صناعية صينية خاصة بحلول عام 2033 للتحقق من مشروع ASE. ^{[ 4 ]} ومثل مشروع LISA، ستكون المسافة بين مركبتي تايجي الفضائيتين 3 ملايين كيلومتر، مما يجعلهما حساسيتين لنطاق ترددات متقارب، ^{[ 5 ] [ 6 ]} مع أن تايجي مُقترح أن يكون أداؤه أفضل في بعض نطاقات هذا التردد. ^{[ 7 ]}

برنامج "تايجي" هو برنامج "إليسا" الذي اقترحته وكالة الفضاء الأوروبية ، ويسبقه برنامج "ليسا" الذي تعاونت فيه وكالة الفضاء الأوروبية مع وكالة ناسا . وكما هو الحال في برنامج "ليسا"، تدور الأقمار الصناعية الثلاثة في برنامج "تايجي" حول مركزها، الذي يدور بدوره حول الشمس. ويكمن الاختلاف في أن أطوار نظام "ليسا" ونظام الأرض ونظام "تايجي" تختلف. فبالنظر إلى الأرض كمرجع، يتأخر طور نظام "ليسا" بمقدار 20 درجة عن طور برنامج "إليسا"، بينما يتقدم طور نظام "تايجي" بمقدار 20 درجة عن طور الأرض. ^{[ ٨ ]} إضافةً إلى ذلك، يُعدّ برنامج تايجي جزءًا من برنامج مراصد موجات الجاذبية الفضائية المقترح، والذي يشمل أيضًا برنامج تيانكين التابع للأكاديمية الصينية للعلوم، وهوائي الفضائي الليزري المتداخل ( LISA ) التابع لوكالة الفضاء الأوروبية، ومرصد موجات الجاذبية بالتداخل العشري هرتز ( DECIGO ) بقيادة وكالة استكشاف الفضاء اليابانية ( JAXA ). ^{[ ٩ ]} في ديسمبر ٢٠٢١، أشارت دراسة إلى أن شبكة رصد موجات الجاذبية، بالاشتراك مع برنامجي تايجي وLISA، ستتمكن من قياس ثابت هابل بدقة تزيد عن ٩٥.٥٪ خلال عشر سنوات. ^{[ 10 ]} علاوة على ذلك، تتمتع شبكة LISA-Taiji بالقدرة على رصد أكثر من عشرين ثقبًا أسودًا ثنائيًا نجميًا، حيث يتراوح الخطأ في قياس المسافة الضوئية بين 0.05 و0.2، ويتراوح الخطأ النسبي في تحديد الموقع السماوي بين 1 و100 درجة مربعة. ^{[ 11 ]}

يتمثل الهدف العلمي الرئيسي لبرنامج تايجي في قياس كتلة الثقوب السوداء ودورانها وتوزيعها من خلال القياس الدقيق للموجات الثقالية، واستكشاف كيفية تطور الثقوب السوداء الأولية متوسطة الكتلة إذا كانت المادة المظلمة قادرة على إنتاج ثقوب سوداء أولية، وكيفية نمو الثقوب السوداء الهائلة والفائقة الكتلة من هذه الثقوب الأولية؛ والبحث عن آثار نشأة وتطور وموت الجيل الأول من النجوم، ووضع قيود مباشرة على شدة الموجات الثقالية البدائية ، والكشف عن استقطاب الموجات الثقالية، مما يوفر بيانات رصدية مباشرة لكشف طبيعة الجاذبية. ^{[ 12 ]} يمكن للموجات الثقالية أن توفر صورة واضحة للكون لأنها مرتبطة بشكل ضعيف بالمادة، ويمكن استخدام المعلومات التي توفرها بالتزامن مع المعلومات المستقاة من التلسكوبات وأجهزة الكشف عن الجسيمات. ^{[ 13 ]} يتيح القياس الدقيق للموجات الثقالية إجراء دراسة معمقة وشاملة لبنية الكون واسعة النطاق، وولادة المجرات وتطورها ، ومواضيع أخرى. يُسهم تطوير وتأسيس نظرية كمية للجاذبية تتجاوز نظرية النسبية العامة لأينشتاين، في الكشف عن طبيعة الجاذبية، والمساعدة في فهم المادة المظلمة، وطبيعة الطاقة، وتكوين الثقوب السوداء ، والتضخم الكوني. ^{[ 14 ]} تستطيع موجات الجاذبية نقل معلومات لا تستطيع الموجات الكهرومغناطيسية نقلها . ^{[ 15 ]} في الوقت نفسه، تُعدّ التقنية المستقبلية المُطوّرة من هذا ذات أهمية بالغة لتحسين المستوى التقني لعلوم الفضاء واستكشاف الفضاء السحيق؛ كما ستلعب دورًا إيجابيًا في تطبيقات مثل الملاحة بالقصور الذاتي، وعلوم الأرض، والتغير البيئي العالمي، وبناء منصات الأقمار الصناعية عالية الدقة. ^{[ 16 ]}

في عام 2008، بدأت الأكاديمية الصينية للعلوم في إثبات جدوى رصد موجات الجاذبية الفضائية، مقترحةً "برنامج تايجي" لرصد موجات الجاذبية الفضائية في الصين، وواضعةً استراتيجية وخارطة طريق للتطوير تتضمن "قمرًا صناعيًا واحدًا، وقمرين صناعيين، وثلاثة أقمار صناعية" و"ثلاث خطوات". وفي أغسطس 2018، تم تنفيذ برنامج "تايجي" للقمر الصناعي الواحد ضمن البرنامج الاستراتيجي التجريبي للعلوم والتكنولوجيا الخاص المحايد لعلوم الفضاء (المرحلة الثانية)، وتم إطلاق الخطوة الأولى في عملية الخطوات الثلاث، وهي القمر الصناعي تايجي-1 . ^{[ 17 ]}

في 31 أغسطس/آب 2019، أُطلق القمر الصناعي "تايجي-1" من مركز جيوتشوان لإطلاق الأقمار الصناعية. ^{[ 18 ]} وفي يوليو/تموز 2021، أنجز "تايجي-1" جميع المهام التجريبية المحددة مسبقًا، وحقق أعلى دقة في قياس التداخل الليزري الفضائي في الصين. كما حقق أول تحقق كامل من أداء نوعي تقنية الدفع الدقيق، وهما تقنية أيونات الترددات الراديوية من مستوى الميكروبول وتقنية هول، وكان رائدًا في تحقيق اختراق تقنيتين غير دوائيتين لمكافحة الأمراض في الصين. ^{[ 19 ]}

تم تأكيد نظام القياس البصري ونظام التحكم بدون مقاومة، وكلاهما جزء من أقمار تايجي-2 الصناعية، من خلال مهمة قمر تايجي-1 الصناعي؛ كما وفر نجاح المهمة دعمًا كافيًا لإنشاء قمر تايجي-2. ومع ذلك، نظرًا لأن قمر تايجي-1 الصناعي يتكون من قمر واحد فقط، فلا توجد طريقة لاختبار وصلة الليزر بين الأقمار الصناعية. وتتوقع الوحدة المعنية إطلاق قمرين صناعيين (تايجي-2) في الفترة ما بين 2023 و2025 لإزالة العوائق أمام أقمار تايجي-3 الصناعية. ^{[ 20 ]} ومن المتوقع أيضًا إطلاق مجموعة نجمية لرصد موجات الجاذبية على شكل مثلث متساوي الأضلاع، تتكون من ثلاثة أقمار صناعية، حوالي عام 2030. ^{[ 21 ]}