قمر صناعي جديد لرصد التغيرات الأرضية الدقيقة

سيُطلق قريباً قمر صناعي هو الأول من نوعه لتتبع التغيرات غير المحسوسة تقريباً على سطح الأرض، وهو جهد يمكن أن يساعد في الاستجابة للكوارث الطبيعية.

وقد تم تجهيز المركبة الفضائية، التي يطلق عليها اسم بعثة الرادار ذي الفتحة الاصطناعية المشتركة بين ناسا ومنظمة أبحاث الفضاء الهندية، بنوعين من رادار الفتحة الاصطناعية صممته وكالة الفضاء الأمريكية ومنظمة أبحاث الفضاء الهندية في أول مشروع مشترك بين البلدين لإطلاق قمر صناعي.

ويعمل هذا الرادار، الذي ابتكرته وكالة ناسا لاستخدامه في الفضاء، مثل الرادار التقليدي من حيث أنه يستخدم الموجات الدقيقة لرصد الأسطح والأجسام البعيدة. لكن معالجة البيانات المتقدمة تتيح رؤية التفاصيل بدقة عالية.

ومن المتوقع أن ينطلق "NISAR" من مركز ساتيش داوان الفضائي على الساحل الجنوبي الشرقي للهند في الساعة 8:10 صباحاً بتوقيت شرق الولايات المتحدة (5:40 مساءً بتوقيت الهند) يوم الأربعاء على متن مركبة إطلاق الأقمار الصناعية المتزامنة مع الأرض التابعة لمنظمة البحوث الفضائية الهندية (ISRO) أو GSLV-F16. سيتم بث الإطلاق مباشرة على ناسا+ وقناة الوكالة على يوتيوب.

وبمجرد نشره، سيدور القمر الصناعي حول الأرض 14 مرة في اليوم من أجل إكمال عمليات المسح لجميع أسطح الجليد واليابسة على كوكب الأرض مرتين كل 12 يومًا، ليكتشف التغيرات في سطح الأرض حتى أجزاء من البوصة في هذه العملية.

سيجمع رادار NISAR المزدوج المعلومات التي يمكن أن تسمح بفهم أفضل للانهيارات الأرضية والزلازل، وتحسين مراقبة الصفائح الجليدية والأنهار الجليدية والتربة الصقيعية والغابات والأراضي الرطبة والحقول الزراعية. كما ستُستخدم البيانات، التي ستكون متاحة للجمهور عند جمعها وتنزيلها من القمر الصناعي، في التأهب والاستجابة للأعاصير والثورات البركانية والفيضانات وحرائق الغابات.

وقالت نيكي فوكس، المديرة المساعدة لمديرية البعثات العلمية في ناسا، إن المهمة، التي اقترحت لأول مرة في عام 2014، ستسمح للعلماء بمراقبة الأرض كما لم يحدث من قبل، مما سيغير الطريقة التي ندرس بها كوكبنا الأم، والتنبؤ بشكل أفضل بالكوارث الطبيعية قبل وقوعها.

وقالت فوكس: "على الرغم من أننا قد لا نلاحظ ذلك دائمًا، إلا أن الكثير من سطح الأرض في حركة مستمرة". "ومع ذلك، فإن التغييرات طفيفة للغاية لدرجة أنه لا يمكن اكتشافها في الوقت الحالي. لا يمكن أن تكون الحاجة إلى الاستعداد بشكل أفضل قبل وأثناء وبعد التحديات التي تسببها الكوارث الطبيعية في جميع أنحاء العالم أكبر من ذلك."

{{MEDIA}}

رصد الكوكب

من المتوقع أن يلتقط "NISAR"، الذي يبلغ طوله طول شاحنة صغيرة تقريباً، نطاقاً واسعاً من المعلومات بفضل نظام الرادار المزدوج الخاص به نظام رادار على نطاق L بطول موجة 10 بوصات (25 سنتيمتراً)، ونظام نطاق S بطول موجة 4 بوصات (10 سنتيمترات). تم توفير النطاق L من قبل مختبر الدفع النفاث التابع لناسا في باسادينا بكاليفورنيا، في حين تم توفير النطاق S من قبل ISRO.

وقالت ويندي إيدلشتاين، نائبة مدير مشروع NISAR في مختبر الدفع النفاث التابع لناسا، خلال مؤتمر صحفي: "إن NISAR هو شراكة متساوية مناصفة بين ناسا وآيسرو". "يعمل هذان الراداران معاً لتحقيق العلوم التي لا يمكن لأي منهما رؤيتها بمفرده."

وأضافت: "سوف ينشر "NISAR" ذراعاً يتيح نشر هوائي رادار عاكس ضخم."

تتم معايرة إشارة كل نظام لميزات ذات أحجام مختلفة على الأرض. يمكن للأطوال الموجية الأقصر في النطاق S أن تقيس الأجسام الصغيرة، مثل الأوراق وخشونة الأسطح، لرصد المحاصيل، بينما يمكن للأطوال الموجية الطويلة في النطاق L أن تخترق ستائر الأشجار السميكة لدراسة بنية الغابات وحتى رصد الصخور وجذوع الأشجار. ويمكن لأنظمة الرادار أيضاً أخذ قياسات محددة للحركة وتشوه الأرض ومحتوى الرطوبة.

ومن خلال ارتداد إشارات الموجات الصغرية عن سطح الأرض واستقبال الإشارات المرتدة على عاكس هوائي راداري كبير، سيتمكن القمر الصناعي "NISAR" من الرؤية من خلال السحب والأمطار خلال النهار والليل. يمكن للقمر الصناعي من خلال المراقبة المستمرة أن يرصد حركة الأرض المحتملة قبل حدوث ثوران بركاني، أو مساعدة العلماء على فهم كيف يمكن للحركة على سطح الأرض أن تعطل البنية التحتية مثل السدود. ويمكن أن يوفر حتى رؤى حول الأماكن التي قد تحدث فيها الزلازل، وفقًا لـ ناسا.

مهمة مدعومة بالتعاون

القمر الصناعي هو ثمرة محادثات بين وكالة ناسا ومنظمة ISRO التي بدأت استجابةً للاستطلاع العشري للأكاديمية الوطنية للعلوم عام 2007، والذي حدد أولويات البحث وأوصى بإعطاء الأولوية لرصد الأرض. وقد وقّعت الوكالتان اتفاقاً في 30 سبتمبر 2014 للشراكة في مهمة "NISAR".

وبالإضافة إلى توفير الرادار ذي النطاق S، تقوم ISRO بمعايرة الجهاز ومعالجة بياناته وتطوير خوارزميات لتحقيق الأهداف العلمية للبعثة. كما وفرت الوكالة جسم القمر الصناعي ومركبة الإطلاق وخدمات الإطلاق. وفي الوقت نفسه، ساهمت وكالة ناسا بهوائي عاكس للرادار وذراع قابل للنشر ونظام فرعي للاتصالات للبيانات الواردة وجوانب أخرى من المركبة الفضائية.

وقالت كارين سانت جيرمان، مديرة علوم الأرض في ناسا، خلال مؤتمر صحفي: "نحن دولتان بمهمة واحدة". "يوحد NISAR الولايات المتحدة والهند لدراسة كوكبنا الأم معاً. إن التعاون وتبادل المعلومات بين وكالتينا هو أساس نتطلع حقًا إلى مواصلة البناء عليه."

في السابق، تم نقل بعض أدوات ناسا على متن أول بعثة فضاء سحيق هندية Chandrayaan-1، التي أطلقتها ناسا في عام 2008 ودارت حول القمر لمدة عامين تقريباً.

وتعاون أعضاء فريق ناسا و ISRO معاً عبر 13 منطقة زمنية وأكثر من 9000 ميل (14500 كيلومتر) للعمل على NISAR، مما تطلب السفر لمسافات طويلة والعديد من مكالمات الفيديو في وقت متأخر من الليل والصباح الباكر لبناء واختبار الأنظمة. وتم تجميع الأجهزة في قارتين مختلفتين قبل أن يتم دمجها في الهند لإكمال القمر الصناعي.

سافرت إدلشتاين إلى الهند أكثر من 25 مرة على مدار العقد الماضي وأمضت أكثر من 150 يوماً على مدار العامين الماضيين في العمل مع أعضاء الفريق في ISRO. وقد استغرق سفرها من مختبر الدفع النفاث، 36 ساعة، من الباب إلى الباب، للوصول إلى بنغالورو، الهند، حيث يتم اختبار الأنظمة. لكنها قالت إن هذه الرحلة سمحت لها بالتعرف على زملائها في المنظمة الهندية لأبحاث الفضاء (ISRO) بشكل جيد والانغماس في الثقافة الهندية وهو ما تصفه بأنه من أهم ما يميزها على المستوى الشخصي.

وتوافقها سانت جيرمان الرأي: وقالت: "لقد كان بناء قمر صناعي في الجانب الآخر من العالم خلال جائحة عالمية أمرًا صعبًا حقًا، لكنه عزز علاقتنا مع ISRO".

وقال الدكتور جيتندرا سينغ، وزير العلوم والتكنولوجيا في الهند، إن المهمة تتماشى مع رؤية رئيس الوزراء ناريندرا مودي بأن تصبح الهند "فيشوا باندو"، أو شريكًا عالميًا يساهم في تحقيق الخير الجماعي للبشرية، وفقًا لبيان صحفي نشره المكتب الإعلامي الصحفي في البلاد.

"لا تتعلق هذه المهمة بإطلاق قمر صناعي فحسب، بل هي لحظة ترمز إلى ما يمكن أن تحققه ديمقراطيتان ملتزمتان بالعلم والرفاهية العالمية معاً. لن يخدم القمر الصناعي NISAR الهند والولايات المتحدة فحسب، بل سيوفر أيضًا بيانات مهمة للبلدان في جميع أنحاء العالم، لا سيما في مجالات مثل إدارة الكوارث والزراعة ورصد المناخ." "إن NISAR ليس مجرد قمر صناعي، بل هو مصافحة الهند العلمية مع العالم".