سوف يشرح نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) شيطانية الفضاء

2023 مؤلف: Adelina Croftoon | [email protected]. آخر تعديل: 2023-11-27 08:58

اقترح العلماء طريقة لحل لغز خطير كان يزعج علماء الفيزياء الفلكية على مدار العشرين عامًا الماضية. تتلقى المركبات الفضائية التي تحلق على الأرض زيادة غير متوقعة في السرعة.

على مدى العقدين الماضيين ، انشغل العديد من العلماء بمشكلة غريبة إلى حد ما: لماذا لا تطير بعض المسابير الفضائية المرسلة من الأرض كما هو متوقع. هناك شذوذ يسمى "الرواد" ، والذي يتمثل في حقيقة أن الأقمار الصناعية "بايونير -10" و "بايونير -11" ، التي تطير إلى أطراف النظام الشمسي ، تبطئ شيئًا ما قليلاً. هناك أيضًا شذوذ ثانٍ ، يسمى شذوذ "التحليق". عند التخطيط للعديد من المهمات بين الكواكب ، يجبر المهندسون سفن الفضاء على تنفيذ ما يسمى بمناورات مساعدة الجاذبية. بعد إجراء مثل هذه المناورة بالقرب من الأرض ، يتلقى الجهاز زيادة كبيرة في السرعة ، دون استهلاك وقود ثمين.

ومع ذلك ، عند معالجة بيانات القياس عن بُعد ، يلاحظ العلماء أحيانًا أن زيادة السرعة التي تتلقاها السفينة تختلف عن تلك المحسوبة. تبين أن الزيادة طفيفة (بترتيب المليمترات في الثانية) ، لكنها ثابتة ، والأهم من ذلك ، لا يمكن تفسيرها.

شذوذ Flyby

لذلك ، في 8 ديسمبر 1990 ، زادت مركبة الفضاء جاليليو بشكل غير متوقع من سرعتها بمقدار 4 مم / ثانية. في 23 يناير 1998 ، حصل المسبار القريب على زيادة سرعة لا يمكن تفسيرها بمقدار 13 مم / ثانية. عند التحليق فوق الأرض ، تسارع مسبار كاسيني بشكل غير طبيعي بمقدار 0 ، 11 مم / ثانية ، ومركبة روزيتا الفضائية ، متجهة نحو كويكب بعيد ، بمقدار 2 مم / ثانية. لقد ثبت بشكل موثوق أن الحالة الشاذة لا ترتبط بتسطيح الأرض ، وتأثير الأجسام الأخرى في النظام الشمسي ، والتأثيرات النسبية ، وسحب الغلاف الجوي ، والمد والجزر ، إلخ. ومع ذلك ، فإن الإصدارات ، بما في ذلك الإصدارات الغريبة إلى حد ما ، التي تحاول شرح القفزات الغريبة للأجهزة ، هي عشرة سنتات.

أصعب مشكلة هي استحالة تتبع عملية "القفز" من الأرض. هذا يرجع إلى حقيقة أن شبكة القياس عن بعد الأرضية غير قادرة على مراقبة المركبات وسرعتها اللحظية في الوقت الفعلي ، في الوقت الذي تكون فيه أقرب ما يمكن من الأرض. لذلك ، هناك فجوة مدتها أربع ساعات في مراقبة الأجهزة ، عندما يحدث الأمر الأكثر إثارة للاهتمام.

توصل الباحثون بقيادة أورفو بيرتولامي من جامعة بورتو إلى طريقة غير مكلفة للتعامل مع الشياطين الكونية مرة واحدة وإلى الأبد. أظهر العلماء في عملهم أنه يمكن حل المشكلة بمساعدة أنظمة تحديد المواقع العالمية الحالية أو المستقبلية. سيكلف إطلاق جهاز منفصل ، مع جهاز تعقب GPS مثبت عليه ، والذي سينفذ المناورة اللازمة بالقرب من الأرض ، 15 مليون دولار فقط.

وسيكون من الأرخص إرفاق جهاز مشابه بمركبة فضائية لإحدى البعثات المستقبلية بين الكواكب. سيمكن مثل هذا الجهاز من تسجيل التغييرات في السرعة كل ثانية وفهم الطبيعة الفيزيائية لهذا الشذوذ. يعلق العلماء آمالًا كبيرة في هذا الأمر على نظام الأقمار الصناعية جاليليو ، الذي يجري تطويره حاليًا في أوروبا ، والذي من المفترض أن يصبح منافسًا لنظامي GPS و GLONASS. وخلص العلماء إلى أنه "بغض النظر عن السبب الحقيقي للشذوذ ، فإننا نعتقد أنها ستكون فرصة رخيصة لإثبات القدرات العلمية لأنظمة تحديد المواقع ، ولا سيما بغض النظر عن ذلك".