جسم

قمر صناعي

جسم اصطناعي يوضع في مدار حول جرم سماوي، يُستخدم هنا لاستضافة جهاز نوكليون.
7 مقالات ذات صلة

الوصف

القمر الصناعي هو جسم اصطناعي يُوضع عمدًا في مدار حول جرم سماوي، مثل الأرض أو القمر أو كوكب آخر. وعلى عكس الأقمار الطبيعية، فإن الأقمار الصناعية من صنع الإنسان وتخدم مجموعة واسعة من الأغراض، من الاتصالات والملاحة إلى المراقبة العلمية. وفي سياق جهاز نوكليون، يعمل القمر الصناعي كمنصة تحمل الكاشف إلى الفضاء، مما يسمح له بقياس الأشعة الكونية فوق تأثيرات الترشيح للغلاف الجوي للأرض.

التاريخ

أُطلق أول قمر صناعي، سبوتنيك 1، بواسطة الاتحاد السوفيتي في 4 أكتوبر 1957، مما يمثل بداية عصر الفضاء.

كيف يعمل

يحقق القمر الصناعي مداره من خلال إطلاقه إلى ارتفاع وسرعة أفقية كافيين بحيث يوازن حركته الأمامية قوة الجاذبية للجرم الذي يدور حوله. وبمجرد وصوله إلى المدار، يستمر في السقوط نحو الجرم ولكنه يتحرك جانبيًا بسرعة كافية بحيث لا يصل أبدًا إلى السطح. تعمل أنظمة القمر الصناعي—الطاقة والاتصالات والتحكم في الاتجاه والحمولة العلمية—في فراغ الفضاء، غالبًا لسنوات، لجمع البيانات وإرسالها إلى الأرض.

في التطبيق

تُستخدم الأقمار الصناعية للاتصالات العالمية، والتنبؤ بالطقس، والملاحة (GPS)، ومراقبة الأرض، والبحث العلمي، بما في ذلك كشف الأشعة الكونية بأجهزة مثل نوكليون.

حقيقة طريفة

هناك أكثر من 8,000 قمر صناعي نشط يدور حول الأرض اعتبارًا من عام 2024، ولكن حوالي نصفها فقط يعمل.

مقالات ذات صلة · 7

مشد خفي على سطح السائل
تتساقط قطرة من فوهة الصنبور، ويتبعها خيط رفيع. في اللحظة الأخيرة، لا ينقطع الخيط في موضع واحد بل في موضعين في آنٍ واحد، فيعلق بينهما كرة صغيرة، وهي القطرة التابعة. هذا "الحطام" من القطرات الجانبية يسد رؤوس الطباعة، ويتلف الرقائق الدقيقة، ويخل بدقة جرعات الأدوية. حتى الآن، كانت مكافحة هذه الآفة تتم إما بإلكترونيات معقدة تضبط شكل النبضة، أو بإضافات تجعل السائل أكثر لزوجة.
النغمة الشاردة لنبتون: نيريد — ليست دخيلة، بل ناجية قديمة
من بين مئات الأقمار في المجموعة الشمسية، يؤدي نيريد أشد الرقصات يأساً: يغوص قريباً من نبتون إلى 1.4 مليون كيلومتر، ثم يحلّق بعيداً إلى 9.7 مليون — كل هذا في أقل من سنة أرضية. انحراف مداري قدره 0.75 — وسمٌ لدخيلٍ مأسور. لعقود صُنّف كأسيرٍ من حزام كايبر — متجوّل جليدي تائه.
ذرات اصطناعية تكتسب مدارات جديدة
على ركيزة من السيليكون، نُمت أغشية رقيقة جدًا من جزيئات عضوية. وفيها، كما في ورقة مرسومة بمربعات، رُتبت بإبرة المجهر النفقي الماسح حظائر صغيرة جدًا — ذرات اصطناعية. الإلكترونات داخل هذه الحظائر تتصرف مثل الإلكترونات في الذرة الحقيقية: تحتل مستويات طاقية محددة، تشبه المدارات s و p المألوفة. هذه المستويات تسمح حتى للحظائر المجاورة بأن «ترتبط» ببعضها، مثل الذرات في الجزيء.
حلقات الكواكب الصغيرة تميل
على أطراف النظام الشمسي، تدور أجسام جليدية بحجم مدينة خلف نبتون، وُجدت حولها حلقات من غبار وجليد. غالبًا ما ترافقها أقمار صغيرة. أظهر التحليل الرياضي أن جاذبية القمر تتأرجح بالحلقة كالأرجوحة، مما يجعلها تميل. فبدلًا من أن تبقى في مستوى دوران الجسم (كما هو الحال مع زحل)، قد تقف الحلقة بزاوية.
مركبة فضائية من مذنب
المذنب الطائر هو جبل من الجليد والغبار يندفع بنفسه عبر النظام الشمسي. إذا وضعنا على هذا الجبل محركات صغيرة، فإنه يتحول إلى مركبة بوقود جاهز: يمكن إطلاق الغاز من الأعماق عبر فوهات وتغيير المسار. لكن إبقاء هذا الجسم الضخم على المسار الصحيح يشبه قيادة عربة محملة على حبل، وهي تدور أيضًا. في الدراسة، حللوا تحت أي ظروف ستستجيب مركبة المذنب للتوجيه.
مهمّة: الإمساك بزائر من نظام نجمي غريب
تنطلق مهمّة Comet Interceptor بلا هدف. تتوقّف المركبة في نقطة توازن كوني، كمقاتلة في حالة تأهب: المحرّك ساخن، ولكن الإقلاع لا يكون إلا عند الإنذار. عندما ترصد التلسكوبات مذنبًا جديدًا طويل الدورة، تنطلق المسبار من مكانه وبسرعة هائلة ليمرّ قربه، جامعًا بيانات عن المادة البكر. والآن يريدون تطبيق هذا التكتيك الجريء على الأجسام بين النجمية — المسافرين المقذوفين من أنظمة كوكبية أخرى.
منارة راديوية على حافة مسار الكواكب: كيف تفضحنا إشاراتنا أمام الكون
كل بضع ساعات، تنطلق من صحراء موهافي، ومن قرب مدريد، ومن قرب كانبرا، أشعة ضيقة من موجات الراديو نحو السماء. هذه هي شبكة ناسا للفضاء السحيق (NASA Deep Space Network)؛ وهي ثلاث مجموعات من الهوائيات تحافظ على الاتصال بالمركبات الفضائية في جميع أنحاء النظام الشمسي. على مدى عشرين عامًا، جمعت هذه الشبكة ما يعادل 92.5 سنة-هوائي من الإرسالات المتواصلة.