تسيدك - ملخص النتائج التي توصلت إليها جميع المركبات الفضائية التي درسته - الجزء الأول: الأسئلة العلمية المثيرة للاهتمام

بداية لمحة شاملة عن أكبر كوكب في النظام الشمسي، والذي تبين أيضًا أنه الأكثر دراسة، ولو لأنه لحسن الحظ بالنسبة لنا فهو يساعد المركبات الفضائية التي تستمر في التحرك، على اكتساب الزخم

المقدمة

قدمت المركبتان الفضائيتان فوييجر اللتان قامتا خلال تحليقهما بمسح جميع الكواكب الغازية، المشتري وزحل وأورانوس ونبتون، معلومات جديدة عن هذه الأجسام، وهي معلومات لا يمكن الحصول عليها من خلال عمليات الرصد الأرضية. صحيح أنه كانت هناك تحسينات كبيرة في المعدات التلسكوبية، بما في ذلك البصريات التكيفية، لكن الرؤية القريبة توفر بطبيعة الحال معلومات لا يمكن الحصول عليها من عمليات الرصد التي تتم من مسافة مئات ومليارات الكيلومترات، والأكثر من ذلك، أن هذه صور تم التقاطها بدقة عالية.

وقد أعطت المعلومات الجديدة التي قدمتها هذه المركبات الفضائية شهية كبيرة للمجتمع الفلكي. تم توجيه المزيد والمزيد من ميزانيات البحث نحو تسيدك. تم إجراء عدة ساعات من المراقبة باستخدام تلسكوب هابل الفضائي والقمر الصناعي للأشعة السينية شاندرا. أبرز ما توصلت إليه أبحاث الكوكب العملاق تم باستخدام المركبة الفضائية جاليليو التي وضعت في مدار حوله وتم تصويره وقياسه طوال سنوات نشاطه دون توقف. بالإضافة إلى ذلك، تم تجهيزها بمركبة فضائية ابنة، دخلت هذه المركبة الفضائية، كبسولة PROBE، إلى الغلاف الجوي وقاستها حتى تحطمت (بسبب الضغوط العالية في أعماق الغلاف الجوي).

المركبات الفضائية الأخرى هي كاسيني، نيوهورايزنز وأوليسيس. وهي مركبات فضائية تم إطلاقها، الأولى إلى بلوتو والثانية إلى الشمس. ومن أجل اختصار زمن رحلتهم إلى وجهاتهم، مروا على منطقة تسيدك بهدف الاستفادة من جاذبيتها التي من شأنها تسريع سرعة طيرانهم. أثناء مرورهم بالقرب من النجم، قاموا بتصويره وقياسه، مما جعل من الممكن إجراء قياسات في وقت واحد إما مع غاليليو أو مع الملاحظات من الأرض. هناك تقنية غير تقليدية تفتح الباب أمام إمكانيات مراقبة جديدة وهي MRO Mars Orbit. في 11.1.2007 يناير 25، تم توجيه كاميرا البوصلة عالية الدقة نحو كوكب المشتري. وبما أن المريخ أقرب إلى المشتري من الأرض أثناء جزء من تحركاته حول الشمس، فإن القدرة الوضوحية لهذه الكاميرا (كاميرا تصور أرض المريخ بدقة 1 سم لكل بكسل) تضاهي صور هابل التلسكوب الفضائي (2). مركبة يوليسيس الفضائية هي مركبة فضائية صممت لدراسة قطبي الشمس ومن أجل القيام بذلك انطلقت نحو كوكب المشتري، فاستخدمت جاذبيتها من أجل تغيير زاوية الميل بالنسبة لمستوى درب التبانة. وتم تحريكه ليمر فوق قطبي المشتري ومن هناك يتم توجيهه نحو الشمس ليمر فوق قطبيه. تم استخدام هذا التحليق لرصد كوكب المشتري نفسه. قمر صناعي أرضي آخر استهدفت أجهزته كوكب المشتري هو المستكشف الطيفي فوق البنفسجي البعيد (XNUMX).

أمثلة على الأبحاث التي تقارن المركبات الفضائية والتلسكوبات

إن ملاحظات كوكب المشتري منذ قرون والنتائج التي توصلت إليها مركبة فوييجر الفضائية، كما هو الحال في جميع الأبحاث الفلكية، أعطت إجابة كاملة أو جزئية على الأسئلة المتعلقة بهذا الكوكب وإلى الحد الذي أثارت فيه أسئلة جديدة كانوا يأملون في تقديم إجابات لها أيضًا من خلال الرصد التلسكوبي أو بمساعدة المركبات الفضائية التي ترصده. التقنيات المستخدمة هي المراقبة المتزامنة بواسطة المركبات الفضائية الموجودة بالقرب منها والمراقبة من الأرض.

الأسئلة التي أثارت اهتماما كبيرا هي:

1. ما الذي يسبب اللون الزاهي للسحب مثل الصبغة الحمراء للبقعة الحمراء أو الأشكال الذهبية أو الأشكال البنية؟
2. طبيعة تداول نطاقات السحب في اتجاه الشرق والغرب.
3. ما الذي يخلق ويقوي أنظمة الطقس الضخمة؟ (3)
4. مرت المركبة الفضائية غاليليو بالقرب من كوكب المشتري في أكتوبر 2000 وكاسيني في ديسمبر 2000. وتسمح نتائج هذه الممرات بمقارنة وفهم أفضل للتغيرات في الرياح الشمسية عندما تمر بالقرب من كوكب المشتري. ومن الممكن دراسة كيفية تأثير الرياح الشمسية على المجال المغناطيسي لكوكب المشتري واحتجاز الجسيمات المشحونة في هذا المجال. ومن المعروف من البعثات السابقة إلى كوكب المشتري أن الغلاف المغناطيسي للكواكب يتوسع وينكمش تحت تأثير الرياح الشمسية. تتيح دراسة مقارنة باستخدام كاسيني وجاليليو رؤية ما تفعله الرياح الشمسية في الغلاف الجوي بالضبط. (4)
5. الشفق القطبي - مقارنة الملاحظات من تلسكوبات هابل وكاسيني وجاليليو والملاحظات من الأرض نحو الغلاف المغناطيسي والرياح الشمسية، لوحظ تدفق الجسيمات التي تتحرك بعيدًا عن الشمس وتميل إلى التحرك حول المجالات المغناطيسية للكواكب. . تتيح حركة التوهجات الشفقية أمرين:
و. لمعرفة ما هي خصائصها المرتبطة بالغلاف المغناطيسي لأنها تتحرك تبعاً لدوران المجال المغناطيسي حول الكوكب.
ب. تعرف على الجزيئات المرتبطة بتأثيرات الرياح الشمسية، حيث يرتبط موقعها بالشمس.
وتبين أيضًا أن توقيت وموقع إحدى النقاط المضيئة للشفق القطبي التي تم تصويرها بواسطة تلسكوب هابل يتوافق مع نبض الإلكترونات التي رصدتها مركبة جاليليو الفضائية في الغلاف الجوي (5).
تم إجراء رصد مشترك آخر في فبراير 2003 لمدة 4 أيام بواسطة القمر الصناعي شاندرا. خلال هذه المراقبة، صوب هابل نحو هذا الهدف لمدة ساعة ونصف في الأطوال الموجية فوق البنفسجية (6).

تقنيات التصوير الفوتوغرافي

تم إجراء الملاحظات المنفصلة للمركبة الفضائية والجمع بينها بطرق مختلفة من أجل الحصول على أكبر قدر ممكن من المعلومات. سيتم عرض العديد من التقنيات المستخدمة لهذا الغرض هنا.

1. قامت كاسيني في طريقها إلى زحل بتصوير كوكب المشتري قبل أشهر من العبور، أثناء العبور في 30.12.2000/6/20، وبعد ذلك، خلال كل يوم من أيام المشتري، تم التقاط 75 صور فوتوغرافية أو أكثر باستخدام مرشحات طيفية متعددة وعلى فترات زمنية مختلفة. وكانت هذه الخطوة تتكرر كل عدد من أيام كوكب المشتري، بحيث كان من الممكن الحصول على تغطية لكل جزء من وجهه مرة واحدة على الأقل كل 75 ساعة. تم تجميع الصور التي تغطي يومًا واحدًا لكوكب المشتري معًا لتشكيل خريطة أسطوانية من خط العرض N°360 إلى 84°جنوبًا عند خط الطول 168°. النتيجة: تم الحصول على فيلم مكون من XNUMX خريطة تعادل XNUMX يومًا لكوكب المشتري. ويمكن في هذه الخرائط ملاحظة الحركات المتناوبة للتيارات النفاثة في اتجاه الغرب وفي اتجاه الشرق في تكوين حلقات متحدة المركز حول القطب والحركات الاستوائية في الزوايا. البقع الداكنة التي تتحرك عكس اتجاه عقارب الساعة بالقرب من خط الاستواء هي نقاط ساخنة، وهي الأماكن التي تكون فيها طبقة السحاب رقيقة.

أثار هذا التعيين تساؤلات حول طبيعة الأرواح. ووفقا للنموذج التقليدي، فإن حزم الرياح التي تتحرك في اتجاهات مختلفة من الشرق إلى الغرب هي الحافة المرئية للأسطوانات التي تدور حول نفسها في أعماق الغلاف الجوي في اتجاه الشمال والجنوب. الرياح الشرقية والغربية التي لوحظت في هذا الفيلم لا تتناسب مع هذا النموذج. إن الأسطوانات التي من المفترض أن تشكل حوافها هذه الشرائط يجب أن تمر عبر الأجزاء الداخلية للكوكب، وهي الأماكن التي لا يمكن للأسطوانات ذات الدورات المختلفة حول نفسها أن تتواجد فيها لفترة طويلة. ويبدو أن نمط رياح المشتري عبارة عن خليط من الأسطوانات ذاتية الدوران بالقرب من خط الاستواء وآليات دوران أخرى بالقرب من القطبين (7). أثناء مرورها بكوكب المشتري، نقلت كاسيني إلى إسرائيل 26,000 صورة فوتوغرافية لكوكب المشتري وأقماره وحلقاته. مدة المراقبة 6 أشهر (8).

2. في شهري يناير وفبراير 2007، مرت المركبة الفضائية نيو هورايزون بالقرب من كوكب المشتري وقمت بتصويره. وفي الوقت نفسه، كان تلسكوب هابل والمرصد الأوروبي في تشيلي يشيران أيضًا نحو كوكب المشتري. هذا المزيج جعل من الممكن لأول مرة مراقبة البقعة الحمراء الصغيرة. تم إجراء الملاحظات من الأرض بأطوال موجية للأشعة فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء المتوسطة. قام الباحثون بدمج خرائط حركة السحب التي التقطتها نيو هورايزون، وصور الضوء المرئي من هابل، وصور الأشعة تحت الحمراء المتوسطة من التلسكوب الأرضي. تتيح هذه التقنية التمييز بين الهياكل الحرارية والديناميكيات الموجودة أسفل السحب الضوئية المرئية. أكدت هذه الملاحظات الافتراض القائل بأن البنية الحرارية وسرعة الرياح وخصائص الرياح للبقعة الحمراء الصغيرة تشبه تلك الموجودة في البقعة الحمراء الكبرى. تصل هاتان البقعتان إلى طبقة الستراتوسفير وإلى ارتفاعات أكبر من العواصف الأصغر على كوكب المشتري (9). بثت قناة "نيو هورايزن" لإسرائيل 700 صورة لكوكب المشتري وأقماره وحلقاته (10).

מקורות
1. "مسبار المريخ يطل على كوكب المشتري" 31.1.2007
http://www.spaceflightnow.com/news/n0701/31hirisejupiter
2. كلارك س. - "ملك النباتات سوف يدفع المسبار إلى بلوتو" 27.02.2007
http://www.spaceflightnow.com/news/n0702/27jupiterflyby/
3. ميلتون بي، بوند بي. "علماء أكسفورد يكشفون عن العمل الغريب للبقعة الحمراء العظيمة لكوكب المشتري وأسرار أخرى للغلاف الجوي لجوفيان" 27.03.1998/XNUMX/XNUMX
http://www.jpl.nasa.gov/galileo/news13.html
4. "حالة مهمة غاليليو للألفية" 19.06.2000
http://www.jpl.nasa.gov/galileo/news/status/status000619.html
5. "تم العثور على طريق هروب جسيمات المشتري" 31.05.2001/XNUMX/XNUMX
http://www.jpl.nasa.gov/galileo/news/release/press010531-1.html
6. روي س. واتزكي م. - "شاندرا يستكشف الشفق القطبي عالي الجهد على كوكب المشتري" 2.3.2005/XNUMX/XNUMX
http://chandra.harvard.edu/press05_releases/press_030205.html
7. "صورة كاسيني لكوكب المشتري" 16.7.2001
http://www.jpl.nasa.gov/jupiterflyby/gallery/gl_pages/cass_polar_sm.html
8. "العواصف الصاعدة تُراجع قصة خطوط المشتري" 10.3.2003/XNUMX/XNUMX
http://www.spacedaily.com/news/jupiter-clouds-03a.html
9. "تهب رياح عاتية في البقعة الحمراء الصغيرة لكوكب المشتري" 21. 5.2008
http://www.spaceflightnow.com/news/n0805/21littleredspot/
10. "بداية لقاء المشتري لمركبة فضائية ذات آفاق جديدة في طريقها إلى بلوتو" 11.01.2007
http://www.spacedaily.com/reports/Jupiter_Encounter_Begins_For_New_Horizons_Spacecraft_On_Route_To _Pluto_999.html