كيف استطعنا التقاط أقرب صورة للشمس؟

في العاشر من فبراير (شباط) من عام 2020 انطلقت من أراضي الولايات المتحدة الأمريكية وبقيادة وكالة الفضاء الأوروبية عمليةً فريدةً من نوعها هدفت إلى التقاط "أقرب صورة حقيقية للشمس" (1,2).

فكيف كان ذلك؟ وما المركبة التي استطاعت الاقتراب كل هذه المسافة من الشمس؟

في هذا المقال سنتعرف معًا إلى المركبة الفضائية الشمسية (Solar Orbiter spacecraft) التي صُمِّمت لتساعدنا على الحصول على إجابات عن أسئلة مهمة عن فيزياء الشمس؛ مثل معرفة التأثيرالذي تُحدثه في الغلاف الشمسي وتأثير توهّجاتها في الأجهزة الإلكترونية وأنظمة الاتصال لدينا، إضافةً إلى فهم كيفية تشكّل الرياح الشمسية والمجالات المغناطيسية (1).

ومن أجل معرفة هذه الأجوبة كلها؛ انطلقت المركبة الفضائية محمّلةً بحساسات وأجهزة قياس خاصة إلى الفضاء ووصلت إلى مسافة 77 مليون كيلو متر عن الشمس حتى الآن؛ أي إنها قطعت نصف المسافة بين كوكبنا والشمس، وسوف تستغرق رحلتها هذه أكثر من سنة ونصف من وقت انطلاقها إلى حين وصولها إلى موقعها المحدد (1,3).

اعتمدت المركبة على قوة الجاذبية لكلٍّ من كوكبَي الأرض والزهرة من أجل الحصول على زخم حركي كافٍ وتوفير كمية الوقود المستخدمة (1).

وواجهت المركبة وأدواتها تحديات جوهرية أخرى، أبرزها درجة الحرارة التي يمكن أن تتراوح بين 180- وأكثر من 500 درجة مئوية (1).

ولهذا السبب؛ صُمِّم درعٌ حراري خاص يزن قرابة 147 كيلو غرام، مطليٌّ بطبقة رقيقة سوداء من مادة فوسفات الكالسيوم شديدة المقاومة لأشعة الشمس فوق البنفسجية وطارد ممتاز للحرارة خارج الجسم (4).

يحيط هذا الدرع بالمركبة الفضائية بشكل يشبه الشطيرة؛ إذ تتكون الطبقة الخارجية منه من صفائح التايتنيوم العاكسة للحرارة، أما الطبقة الداخلية فهي مصنوعة على شكل خلية نحل من مادة الألمنيوم ومغطّاة برقائق عازلة، وتربط بين الطبقتين أقواس من التايتنيوم (4).

يبلغ سمك الدرع نحو 15 إنش، ويحتوي على عدة ثقوب تسمح لخروج الحساسات وأدوات القياس منها.

كذلك تتحكم المركبة بدرجة حرارة أجهزتها باستمرار، وذلك عن طريق كلٍّ من تقنية التعريق للأجهزة وألواح المشعات التي تطرد الحرارة الزائدة للفضاء الخارجي وتضمن عدم ارتفاع حرارة الأجهزة.

ومن المتوقع أن تستمر هذه المهمة قرابة 7 سنوات، ستجمع فيها المركبة بياناتٍ مهمةً وتقترب إلى مسافة تصل إلى 42 مليون كيلو متر عن الشمس (1,4).

تذكر -عزيزي القارئ- أنّ المسافة بين أرضنا والشمس هي 150 مليون كيلو متر… والخيال الباقي لك (5).

المصادر: