الصين تنشئ أول كوكبة من ثلاثة أقمار صناعية في العالم في منطقة الأرض والقمر من الفضاء

القمر الصناعي هو جسم يدور حول جسم آخر في الفضاء.و هناك نوعان مختلفان من الأقمار الصناعية: طبيعية وصناعية. من أمثلة الأقمار الطبيعية الأرض والقمر. القمر الصناعي هو آلة تُطلق إلى الفضاء وتدور حول جسم في الفضاء. من أمثلة الأقمار الصناعية الصناعية تلسكوب هابل الفضائي ومحطة الفضاء الدولية. تأتي الأقمار الصناعية بأشكال وأحجام مختلفة، وتحتوي على أجهزة مختلفة لأداء وظائف مختلفة أثناء وجودها في الفضاء. يُبنى القمر الصناعي من قِبل المهندسين، ويستغرق بناؤه شهورًا، وأحيانًا سنوات. يجب أن يخضع القمر الصناعي للعديد من الاختبارات للتأكد من قدرته على تحمل الإطلاق وظروف الفضاء القاسية. بمجرد إطلاق القمر الصناعي إلى الفضاء، تُوفّر وحدة الاتصالات والملاحة الفضائية (SCaN) قناةَ اتصالٍ لنقل البيانات من وإلى الأرض والقمر الصناعي. تشمل هذه الاتصالات توجيه المركبة الفضائية، بالإضافة إلى البيانات العلمية القادمة إلى الأرض.

يدعم نظام SCaN أكثر من 100 قمر صناعي

· الأقمار الصناعية التي ترصد الأرض: أكوا وأورا

· الأقمار الصناعية التي ترصد الشمس وترصد تأثير الرياح الشمسية على الأرض: مسبار باركر الشمسي، ومراقب ديناميكيات الشمس (SDO)، ومرصد العلاقات الأرضية الشمسية (STEREO).

· الأقمار الصناعية التي ترصد القمر والكواكب: مسبار الاستطلاع القمري (LRO) ومسبار الاستطلاع المريخي (MRO).

· الأقمار الصناعية التي تدرس نشأة الكون: تلسكوب هابل الفضائي.

كيف تتواصل الأقمار الصناعية؟

تتواصل الأقمار الصناعية باستخدام موجات الراديو لإرسال إشارات إلى هوائيات على الأرض. تلتقط الهوائيات هذه الإشارات وتعالج المعلومات الواردة منها.

إنجاز تاريخي في استكشاف الفضاء

علمت صحيفة جلوبال تايمز من الأكاديمية الصينية للعلوم (CAS)، مُطوّرة البرنامج، أن الصين نجحت في إنشاء أول كوكبة ثلاثية أقمار صناعية في العالم في مدار رجعي بعيد (DRO)، في منطقة الأرض والقمر الفضائية، وربطتها بروابط قياس واتصالات مستقرة بين الأقمار الصناعية. وأفادت الأكاديمية الصينية للعلوم في بيان لها، ، أن هذا التطور أسفر عن مجموعة متنوعة من النتائج العلمية والتكنولوجية المبتكرة، مما مهد الطريق لتطوير البلاد المستقبلي لمنطقة الأرض والقمر الفضائية واستكشاف آفاق علوم الفضاء. فوفقًا للأكاديمية الصينية للعلوم، تُشير منطقة الأرض والقمر في الفضاء إلى النطاق المتوسع الممتد من مدار الأرض، ليصل إلى مليوني كيلومتر منها. وأوضحت الأكاديمية أنه بالمقارنة مع الفضاء المداري للأرض، يتوسع حجمها ثلاثي الأبعاد بأكثر من ألف مرة. وأضافت أن تطوير واستخدام الفضاء القمري له أهمية استراتيجية هائلة لاستغلال الموارد القمرية، والسكن البشري طويل الأمد خارج الأرض، والأنشطة بين الكواكب، والاستكشاف المستدام للنظام الشمسي.

تحقيقات تقنية وابتكارات رائدة

أطلقت الأكاديمية الصينية للعلوم أبحاثًا أولية وتطويرًا لتقنيات رئيسية في هذه المنطقة عام 2017. وفي فبراير 2022، انطلق مشروع تجريبي لتطوير وإطلاق ثلاثة أقمار صناعية لتشكيل كوكبة أقمار صناعية واسعة النطاق في منطقة الفضاء، بهدف استكشاف الخصائص الفريدة وإمكانات تطبيقات المسبار الفضائي القمري. أُطلق القمران الصناعيان DRO-Aو-B في مارس 2024، ودخلا مدار مهمتهما في 15 يوليو من العام نفسه، بينما أُطلق القمر DRO-L في فبراير 2024 إلى مدار متزامن مع الشمس، وبدأ إجراء التجارب وفقًا للخطة. وشكّلت الأقمار الثلاثة الكوكبة لأول مرة في أغسطس 2024. ووفقًا لمركز تكنولوجيا وهندسة استخدام الفضاء التابع للأكاديمية الصينية للعلوم، تضمنت الخطة بقاء القمر الصناعي DRO-A بشكل دائم في مداره، بينما يعمل القمر الصناعي DRO-B في مدارات مناورة فضائية بين الأرض والقمر.

آفاق مستقبلية واستخدامات عملية

حقق العلماء الصينيون إنجازات كبيرة في مجالات تحديد المسافات منذ إنشاء كوكبة الأقمار الصناعية الثلاثة في عام 2024. وبناءً على سنوات من البحث في مجال ديناميكا الفضاء واستكشاف الفضاء في مجال الأرض والقمر، اقترح الفريق العلمي مفهومًا تصميميًا مبتكرًا: استبدال وقت الطيران الأطول بزيادة سعة الحمولة وهامش الطوارئ. ونتيجةً لذلك، أكملت الأقمار الصناعية عملية النقل بين الأرض والقمر، وحققت إدخالًا منخفض الطاقة في مسبار مداري أرضي باستخدام خُمس الوقود اللازم للطرق التقليدية فقط، مسجلةً بذلك أول إدخال ناجح منخفض الطاقة في مسبار مداري أرضي في العالم. يُقلل هذا الإنجاز الكبير من تكلفة الوصول إلى الفضاء القمري بشكل كبير، مما يفتح آفاقًا جديدة للتطوير والاستخدام واسع النطاق. كما حقق الفريق سابقة عالمية أخرى بالتحقق بنجاح من وصلة قياس واتصالات بالموجات الدقيقة بين الأقمار الصناعية تعمل بنطاق Kبطول 1.17 مليون كيلومتر، متغلبًا بذلك على عقبة تكنولوجية رئيسية في بناء مجموعات كبيرة من الأقمار الصناعية في الفضاء القمري. وفي مجال علوم الفضاء، دعمت المهمة أيضًا أبحاثًا فيزيائية فلكية، مثل الكشف عن انفجارات أشعة غاما، وجرّبت تقنيات جديدة، بما في ذلك تشغيل الساعات الذرية. علاوة على ذلك، نجح باحثون صينيون في التحقق من صحة نظام جديد لتحديد المدار في الفضاء، حيث يتتبع قمر صناعي آخر، ليحل محل نظام التتبع الأرضي التقليدي. باستخدام ثلاث ساعات فقط من بيانات القياس بين الأقمار الصناعية،إذ حققوا دقة في تحديد المدار تعادل أكثر من يومين من التتبع الأرضي التقليدي. يُخفّض هذا الإنجاز الكبير تكلفة تحديد مدار المركبات الفضائية القمرية بشكل كبير، مما يمهد الطريق لعمليات أكثر كفاءة. آنها المرة الأولى عالميًا التي يتم فيها التحقق من تحديد المدار باستخدام التتبع بين الأقمار الصناعية بدلاً من المحطات الأرضية. إذ يشبه الأمر تحويل محطة أرضية تقليدية إلى قمر صناعي ووضعه في مدار أرضي منخفض "هذا يفتح مسارًا تقنيًا جديدًا لاستكشاف الصين المستقبلي للقمر والفضاء السحيق. كما يُوفّر حلاً فعّالاً لتحديد المدار والملاحة والتوقيت عبر مدارات قمرية مختلفة، مما يدعم التوسع المستقبلي للنشاط التجاري واسع النطاق في الفضاء.إن البرنامج سيدعم مهمة استكشاف القمر الصيني المستقبلي ، بما في ذلك توفير قياسات فضائية بين الأقمار الصناعية لتحديد المدار بسرعة، وخدمات ملاحة ذاتية لمركبات استكشاف القمر، وتوفير إشارات زمنية عالية الدقة لمرافق سطح القمر. بالإضافة إلى ذلك، ونظرًا لبعد المسبار عن الأرض والقمر، وخلوه من العوائق، إنه قادر أن يُسهّل إنشاء روابط اتصال مع مركبات الفضاء المخصصة لبعثات استكشاف القمر، ويُساعد في تنزيل البيانات الحرجة أو الطارئة.