في 19 يناير 2006، أطلق أبناء الأرض المسبار ""، وهو محطة أوتوماتيكية بين الكواكب ستقوم بدراسة بلوتو وشارون وجسم في حزام كويبر. تم تصميم المهمة الكاملة للجهاز لمدة 15-17 عامًا. غادر "" محيط الأرض بأعلى سرعة بين المركبات الفضائية المعروفة - 16.26 كم/ثانية بالنسبة للأرض. تبلغ سرعة مركزية الشمس 45 كم/ثانية، مما يسمح للجهاز بمغادرة النظام الشمسي دون مناورة الجاذبية. ومع ذلك، هناك جهاز في هذا الكون صنعته أيدي الإنسان، وهو يطير بسرعة أكبر وليس له مثيل في السرعة حتى الآن.

حطم المسباران الفضائيان Voyager جميع الأرقام القياسية للمسافة المقطوعة. لقد أرسلوا لنا صورًا لكوكب المشتري وزحل ونبتون ويستمرون في الابتعاد عن النظام الشمسي. في 22 فبراير 2014، كانت فوييجر 1 على مسافة حوالي 19 مليار كيلومتر من الأرض وما زالت ترسل لنا البيانات - يستغرق الأمر 10 ساعات من المسبار إلى كوكبنا. منذ عدة سنوات، غادرت فوييجر 1 النظام الشمسي. كيف تمكنت المجسات من نقل البيانات حتى الآن؟

تستخدم المركبة الفضائية Voyager جهاز إرسال لاسلكي بقدرة 23 واط. هذا أكثر من مجرد هاتف محمول عادي، ولكن في المخطط الكبير للأشياء، يعتبر جهاز الإرسال هذا منخفض الطاقة تمامًا. تنقل محطات الراديو الكبيرة على الأرض عشرات الآلاف من الواط، لكن الإشارة لا تزال ضعيفة جدًا.

إن مفتاح النجاح، الذي بفضله ستصل الإشارة بغض النظر عن قوة جهاز الإرسال اللاسلكي، كان عبارة عن مزيج من ثلاثة أشياء:

1. هوائيات كبيرة جدًا.
2. هوائيات موجهة نحو بعضها البعض (الأرض وفوياجر).
3. ترددات الراديو مع القليل من التدخل.

الهوائيات التي تستخدمها Voyager كبيرة جدًا. ربما تكون قد شاهدت أطباق الأقمار الصناعية بين محبي التلفزيون. يبلغ قطرها عادة 2-3 أمتار. يبلغ قطر هوائي فوييجر 3.7 مترًا وينقل البيانات التي يستقبلها هوائي بطول 34 مترًا على الأرض. يتم توجيه هوائي فوييجر وهوائي الأرض مباشرة نحو بعضهما البعض. يعد الهوائي الصغير متعدد الاتجاهات لهاتفك والهوائي العملاق الذي يبلغ طوله 34 مترًا شيئان مختلفان تمامًا.

تنقل أقمار فوييجر البيانات في نطاق 8 جيجاهيرتز، وهو تردد مع القليل من التداخل. يستخدم الهوائي الموجود على الأرض مضخمًا قويًا ويستقبل الإشارة. بعد ذلك، يرسل رسالة مرة أخرى إلى المسبار باستخدام جهاز إرسال قوي بحيث تتأكد فوييجر من استلام الرسالة.

على الخط الأمامي

تقوم فوييجر 1 بنقل البيانات إلى الأرض منذ عام 1977. لكن أعضاء الفريق المشرف على المهمة في مختبر الدفع النفاث التابع لناسا قدموا لنا مؤخرًا بعض الأخبار المثيرة للاهتمام. وفي 12 سبتمبر 2013، أكدت وكالة ناسا أن المسبار دخل منطقة الغلاف الشمسي، حيث لم تعد الرياح الشمسية القادمة من شمسنا قوية بما يكفي للتداخل مع الرياح الشمسية للنجوم المجاورة. في هذه اللحظة، سجل "مقياس المغناطيسية ثلاثي المحاور" تغيرًا في المجال المغناطيسي بشكل عمودي على اتجاه حركة المسبار. أصبحت فوييجر 1 أول جسم من صنع الإنسان يغادر النظام الشمسي.

سجل فوييجر الذهبي: 117 صورة للأرض، تحيات بـ 54 لغة، أصوات الأرض

يقول المتهكمون - مثل معظم علماء الفلك وعلماء الكون ووكالة ناسا نفسها - إن حافة النظام الشمسي تُعرّف بأنها النقطة التي لا يعود فيها الجسم خاضعًا لجاذبية الشمس. لكن الجاذبية، كما تعلمون، تحدد الكون على نطاق واسع. وتقع هذه النقطة على مسافة أكبر بـ 50 ألف مرة من المسافة من الشمس إلى الأرض. سافرت فوييجر 1 123 مسافة من الأرض إلى الشمس (حوالي 18 مليار كيلومتر). وسوف يستغرق الأمر 14000 سنة أخرى حتى يتمكن من الهروب من أسر جاذبية الشمس بسرعتها الحالية.

لا يوجد ما يمنع برنامج Voyager من إجراء ملاحظات رائعة. اكتشف فوييجر 1 وتوأمه فوييجر 2، اللذان غادرا قبل 15 يومًا ولكنهما تأخرا بسبب رحلة إلى أورانوس ونبتون، آثارًا لأربعة عمالقة غازيين والعديد من الظواهر الفلكية الغريبة. على الرغم من أن فوييجر 1 ظلت داخل النظام الشمسي لبعض الوقت، إلا أنها دخلت منطقة تفسح فيها الجزيئات المشحونة من الرياح الشمسية المجال للغبار والمواد الأخرى التي تملأ الفراغ بين النجوم.

على مر السنين، اكتشف المسافرون عددًا من المفاجآت الفلكية. ظهرت واحدة منها في صيف عام 2012، عندما اكتشفت فوييجر 1 ظاهرة لم تكن معروفة من قبل تسمى "الطريق السريع المغناطيسي". في هذه المنطقة، كما هو موضح من خلال الأجهزة الموجودة على متن المسبار، تتصادم المجالات المغناطيسية الشمسية وبين النجوم. وأوضح إدوارد ستون، مدير برنامج فوييجر منذ عام 1972، أن هذا يحدث عندما يتم استبدال الجسيمات ذات الطاقة المنخفضة داخل "الغلاف الشمسي" بجسيمات ذات طاقة أعلى من الفضاء.

كان مبتكرو المجسات يأملون في أن تكون قوية ومتينة بما يكفي لتحمل كل تقلبات الفضاء. خاصة أثناء الاقتراب من كوكب المشتري وزحل، وكذلك الرحلات إلى أورانوس ونبتون التي تقوم بها فوييجر 2. لذلك عندما قام بايونير 10 بقياس الإشعاع حول أورانوس ونبتون في عام 1973 ووجد أنه أعلى من المتوقع، أمضى فريق ستون تسعة أشهر في استبدال وإعادة بناء كل عنصر من عناصر المسبار الذي قد يتضرر. وبطبيعة الحال، تم تصميم المجسات مع هوامش الأمان الزائدة. على سبيل المثال، يحمل كل من المجسات نسختين من ثلاثة أنظمة كمبيوتر منفصلة. ولكن حتى الآن، هناك عدد قليل من الأنظمة الموجودة على متن الطائرة تحتاج إلى إعادة التشغيل. من الآمن أن نقول إن ستون فخور أبويًا بإبداعه ومآثره.

لعبت العناية التي تم بها صنع المجسات هنا على الأرض أيضًا دورًا في نجاح المهمة. عندما تعطلت أجهزة الاستقبال الأساسية والثانوية في فوييجر 2 بعد مرور عام على المهمة، قام الطاقم على الأرض بتنشيط نظام احتياطي لا يزال يعمل حتى اليوم. في عام 2010، بعد تلقي رسالة مشوهة من المسبار، أجرى الفريق عملية تفريغ شاملة للذاكرة باستخدام أحد أجهزة الكمبيوتر الاحتياطية، ووجدوا أن بتًا واحدًا في البرنامج قد تغير من 0 إلى 1. وأدى إعادة تشغيل البرنامج إلى إصلاح كل شيء.

يقوم فريق العلماء بتحديث نظام التحكم بانتظام لضمان الاستخدام الأمثل لموارد المسبار أثناء تشغيله النشط. خلال مرحلة المشتري من فوييجر 1 وحدها، تم القيام بذلك 18 مرة. لنأخذ اتصالات البيانات، على سبيل المثال. عندما دارت مركبات فوياجرز حول كوكب المشتري وزحل، كانت المسبارات قريبة بما يكفي من الأرض لإرسال صور غير مضغوطة وبيانات أخرى بمعدلات بت عالية نسبيًا: 115000 و45000 بت في الثانية، على التوالي. ولكن نظرًا لأن قوة الإشارة تختلف عكسيًا مع مربع المسافة بين أجهزة الإرسال، فقد أرسلت فوييجر 2 البيانات بمعدل 9000 بت/ثانية أثناء استكشافها لأورانوس. انخفض عدد نبتون إلى 3000، مما يقلل من عدد الصور والبيانات التي يمكن إرسالها إلى المنزل.

تأتي معظم أجهزة الكمبيوتر الاحتياطية متصلة بالإنترنت عند تعطل الجهاز الرئيسي. ومع ذلك، تم تفعيل أحد أنظمة المسبار المساعدة وعمل بالتزامن مع النظام الرئيسي. سمح ذلك بإرسال صور بحجم 640 كيلو بايت لأورانوس مع فقدان الجودة بعد ضغطها إلى 256 كيلو بايت فقط.

كما يقولون، كل شيء عبقري بسيط. قام فريق ستون بتجهيز المجسات بأجهزة متقدمة تسمى وحدة فك ترميز ريد-سولومون. يقلل الجهاز بشكل كبير من مستوى الخطأ الذي يمنع القراءة الصحيحة للرسائل في حالة فقدان البتات الفردية. استخدمت Voyager في البداية نظامًا قديمًا تم اختباره جيدًا، حيث أرسل بتًا واحدًا "لتصحيح الخطأ" لكل جزء في الرسالة. يحكم جهاز فك ترميز Reed-Solomon بتًا واحدًا على خمسة بتات أخرى. والشيء المضحك هو أنه في عام 1977، لم تكن طريقة ريد-سولومون لفك تشفير البيانات المصححة موجودة بعد. ولحسن الحظ، بحلول الوقت الذي وصلت فيه فوييجر 2 إلى أورانوس في عام 1986، كان كل شيء جاهزًا.

صورة "النقطة الزرقاء الشاحبة" الشهيرة للأرض من عام 1990: مهمة فوييجر 1 الأخيرة. 6 مليار كيلومتر

حاليًا، تنتقل البيانات التي تأتي من Voyagers إلى التلسكوبات الراديوية حول العالم بسرعة 160 بت في الثانية فقط. تم اتخاذ هذا القرار عمدا للحفاظ على سرعة ثابتة طوال المهمة. تم إيقاف تشغيل الكاميرات الرئيسية بعد التحليق حول آخر كوكب في النظام الشمسي، ولم يتبق سوى عدد قليل من الأجهزة النشطة. كل ستة أشهر، لمدة 30 دقيقة، يتم نقل البيانات من الشريط الرقمي ذي 8 سنون إلى أرشيف مضغوط بسرعة 1400 بت في الثانية.

ستدعم المولدات الكهربائية الحرارية للنظائر المشعة المعتمدة على البلوتونيوم 238 تشغيل الأجهزة حتى عام 2021 على الأقل. وبحلول عام 2025، بعد ما يقرب من نصف قرن من السفر إلى مكان لا يوجد فيه أي شيء بشري، سيقوم الفريق بإيقاف تشغيل المجسات والتواصل معهم بطريقة عاطفية قليلاً في اتجاه واحد لإبقاء الفوياجر في مسارهم. وسوف يطيرون أكثر فأكثر في الظلام.

تحمل فوييجر 1 ما يكفي من الوقود النووي لمواصلة خدمة العلم حتى عام 2025، ثم الاستمرار مع التيار بعد الموت. وفي مساره الحالي، من المفترض أن ينتهي المسبار في نهاية المطاف على بعد 1.5 سنة ضوئية بالقرب من النجم Camelopardalis في الكوكبة الشمالية، والذي يبدو وكأنه تقاطع بين الزرافة والجمل. ولا أحد يعرف ما إذا كانت هناك كواكب قريبة من هذا النجم وما إذا كان الفضائيون سيقيمون هناك بحلول وقت وصول المسبار.

على الرغم من وجود الملاحة الفضائية العملية منذ عدة سنوات، إلا أن عمليات رصد المركبات الفضائية في السماء كانت موجودة منذ فترة طويلة. رأى الملايين من الناس في جميع أنحاء العالم مركبة إطلاق أول قمر صناعي سوفيتي، والذي كان في المدار لعدة أيام، ورأى مئات من المراقبين المدربين تدريبا خاصا "الكرة" نفسها. منذ ذلك الحين، كان هناك أكثر من 25 ألف جسم مسجل في الفضاء القريب من الأرض، وفي ليلة واحدة، حتى بدون منظار، يمكن لكل محب لعلم الفلك رؤية أكثر من عشرة أقمار صناعية للأرض (AES).

عادةً ما تكون قاتمة، وتزحف ببطء بين النجوم في اتجاهات مختلفة. سطوع بعضها ثابت، والبعض الآخر يتغير بشكل دوري، والبعض الآخر يومض. يطفو مجمع مير المداري بشكل مهيب - وهو المفضل بلا شك في السماء الروسية. تتكرر فترات الرؤية المسائية والصباحية كل 60 يومًا تقريبًا، على الرغم من أن هذه الفترة تتقلب قليلاً مع الوقت من العام، وغالبًا ما يصل السطوع إلى - 2 متر.

تحديد القمر الصناعي ليس بالأمر السهل: للقيام بذلك، تحتاج إلى إجراء مراقبة دقيقة واحدة أو اثنتين لموضع الجسم في نقاط زمنية معينة، ثم اختيار المرشح الأكثر ملاءمة من القائمة التي ينتجها برنامج خاص حيث " يتم إدخال عناصر مدارية جديدة لأكثر من ثمانية آلاف جسم معروف. (أعني أن لديك جهاز كمبيوتر شخصي وإمكانية الوصول إلى الإنترنت تحت تصرفك. وبدون كليهما، ستكون قدراتك محدودة للغاية.)

سوف يستغرق الأمر وقتًا طويلاً لوصف كل المسرات وجميع الصعوبات في مراقبة الأقمار الصناعية، لكنني الآن سأتحدث فقط عن فئة واحدة من الأقمار الصناعية، والتي أحدثت توهجاتها الساطعة بشكل غير عادي ضجة حقيقية في خريف عام 1997. كلمة المكتشف الكندي بريان هانتر: “كنت أقوم بالملاحظات مساء يوم 16 أغسطس 1997، عندما لفت انتباهي جسم شديد السطوع في الشمال الشرقي، ومن الصعب إعطاء تقدير معقول لدرجة سطوعه. ولكنه كان أكثر سطوعًا بكثير من كوكب المشتري. إن قوته -2 متر هي مجرد تخمين مثل، "رائع، ساطع جدًا!" وظل ساطعًا للغاية لبضع ثوان، ثم تلاشت... إلى الدرجة السادسة." حدد هانتر هذا الجسم بشكل لا لبس فيه مع أحد الأقمار الصناعية لسلسلة إيريديوم.

وفي اليوم التالي، أرسل نتائج رصد تفشي المرض إلى مؤتمر إلكتروني يربط مراقبي الأقمار الصناعية بإمكانية الوصول إلى شبكة الكمبيوتر على الإنترنت. ومن المفهوم أن الزيادة القصيرة في سطوع القمر بمقدار ثمانية درجات جذبت الكثير من الاهتمام. وفي غضون يومين، تم الإبلاغ عن عدة مشاهدات مماثلة من الولايات المتحدة والسويد وفرنسا وبلجيكا، وسرعان ما بدأت التقارير المماثلة تتدفق.

ربما حان الوقت لتقديم "بطل" قصتنا. إيريديوم هو نظام اتصالات منخفض المدار يضم 72 قمرًا صناعيًا (66 قمرًا صناعيًا و6 احتياطيًا)، يقع على ارتفاع 780 كيلومترًا في 6 مستويات مدارية بميل 86 درجة. يتم إطلاق الأقمار الصناعية على صواريخ من ثلاث دول: الصاروخ الأمريكي دلتا-2 (خمسة في المرة الواحدة)، وبروتون (سبعة لكل منهما)، والصيني تشيكوسلوفاكيا-2سي (اثنان لكل منهما). لم يتم نشر النظام بالكامل بعد: تم الإطلاق الأول في 5 مايو 1997، واعتبارًا من 31 ديسمبر من نفس العام، تم تنفيذ تسع عمليات إطلاق (تم إطلاق إجمالي 46 قمرًا صناعيًا).

ويتخذ جسم كل قمر صناعي شكل منشور ثلاثي يبلغ حافة قاعدته حوالي 1 متر وطوله حوالي 4 أمتار. ويطير الجهاز في وضع "عمودي". يتم ربط لوحتين شمسيتين بالجزء العلوي، وتمتد ثلاثة هوائيات عمل رئيسية إلى الأعلى والجانب من الأضلاع السفلية للمنشور. الحجم الطبيعي للإيريديوم عادة لا يتجاوز الحجم السابع. فلماذا تشتعل، وإلى هذا الحد؟

بعد معالجة أول عشرين ملاحظة، أصبحت هندسة هذه الظاهرة واضحة: مصادر التوهجات هي هوائيات العمل - مستطيلات مصقولة بقياس 0.86x1.88 م، مائلة بزاوية 40 درجة إلى المحور الرأسي للجهاز. الهوائي ببساطة يسمح بخروج شعاع الشمس! ثم إذا كانت الزاوية بين شعاع الشمس المنعكس واتجاه الراصد أقل من 5 درجات فإنه يرى وميضاً متوسط ​​السطوع، وإذا كان أقل من واحد يرى وميضاً شديد السطوع.

يبلغ حد السطوع النظري لتوهج الإيريديوم حوالي -7.5 متر. في الواقع، هوائي قمر صناعي يعادل دائرة قطرها 1.27 متر وتقع على بعد 800 كيلومتر من الراصد سوف يتألق مع ضوء الشمس المنعكس بنفس الطريقة التي تتألق بها مرآة قطرها 237.5 كيلومتر تقع على مسافة من الأرض إلى الأرض. شمس. وتبلغ مساحة مثل هذه المرآة 2.91·10 -8 شمسية، وهو ما يتوافق مع اختلاف في السطوع قدره 18.8 م (القدر الظاهري للشمس كما هو معروف هو -26.2 م). عادة ما يحدث التوهج عند زاوية طور القمر الصناعي والشمس في نطاق 125-150 درجة، على الرغم من أنه في بعض الأحيان عند 90 درجة. إجمالي مدة الفلاش المرئي للعين المجردة هو 30-60 ثانية. يستمر الجزء الأكثر سطوعًا من الفلاش لعدة ثوانٍ.

وبحلول نهاية سبتمبر/أيلول من العام الماضي، كتب الأمريكيان روب ماتسون وراندي جون برنامجين، هما IridFlar وSkySat، يتنبأان بالتوهجات بناءً على العناصر المدارية للأقمار الصناعية التي تدخل فيها. أتاحت هذه البرامج الاستعداد مسبقًا للفاشيات القادمة، مما أدى سريعًا إلى الحصول على صور ومقاطع فيديو جميلة لهذه الأحداث.

ولم تكن نتائج الملاحظات البصرية أقل إثارة للاهتمام. وهكذا تم التأكيد أنه بسبب سطوع الإيريديوم العالي لحظة التوهج، يمكن رؤيتها من خلال السحب الكثيفة إلى حد ما، وحتى في النهار! ولكن اتضح أن هذا ليس كل شيء... يعلم الجميع أن الأقمار الصناعية تكون مرئية فقط عندما يكون الظلام أسفل الراصد، لكن الشمس تشرق على ارتفاع الرحلة. ظلت هذه الحقيقة ثابتة لمدة 40 عامًا، وتوقفت عن ذلك في 9 يناير 1998، عندما لاحظ الأمريكي رون لي توهجًا صغيرًا من الإيريديوم بواسطة الضوء المنعكس من... القمر!

لا تزال الإنجازات الشخصية للمؤلف في مراقبة الإيريديوم صغيرة. في 2 ديسمبر من العام الماضي، رصدت توهجًا قمريًا يبلغ حوالي -4 أمتار على ارتفاع 28 درجة على خلفية غروب الشمس مباشرة من نوافذ مكتب تحرير مجلة "Cosmonautics News". ولوحظ وجود توهجين إضافيين لا يزيد سطوعهما عن -3 أمتار خلال برد ديسمبر. استخدم المؤلف برنامج IridFlar للتنبؤ، والذي يعطي تنبؤاً زمنياً للتوهجات لنقطة معينة، يتكون من أوقات بداية الظاهرة، وأقصى ونهاية، والصعود الأيمن والانحراف، والسمت (من نقطة الشمال ) والارتفاع والحجم المقدر وكذلك إحداثيات نقطة الانعكاس المباشر (الأماكن التي سيكون فيها القمر الصناعي أقصى سطوع). وتجدر الإشارة إلى أن القيمة الفعلية قد تختلف عن القيمة المتوقعة بحوالي 1 متر بسبب الانحرافات في اتجاه الساتل وهوائيه عن الاتجاهين الاسمي والخطأ في معرفة إحداثياته.

كم مرة تحدث الفاشيات؟ للإجابة على هذا السؤال، قمت بتشغيل برنامج IridFlar لمدة أسبوع - من 12 إلى 18 يناير لمراقب موجود في موسكو. وكانت النتيجة 27 توهجًا ساطعًا في المدى من 3 م إلى -3 م، بالإضافة إلى ثلاثة توهجات فائقة بأحجام -5.0 م، -5.9 م، و-8.3 م.

ولا شك أن مثل هذا التردد العالي للتوهجات قد يشكل تهديدًا آخر للأرصاد الفلكية. كان الإنجليزي ديفيد بريرلي من أوائل من لفت الانتباه العام إلى هذه المشكلة: «بينما نبتهج جميعًا بحداثة ألمع التوهجات، هل فكر أحد في علماء الفلك الذين طالت معاناتهم مع إطلاق المزيد والمزيد من التوهجات؟ سوف يستمر إلى "يظهر نوع جديد من "التلوث الضوئي" أمام أعيننا بشكل متكرر أكثر فأكثر، وأعتقد أنه يجب على شخص ما تحذير مطوري إيريديوم بشأن ما فعلوه بالسماء ليلاً."

الموضوع نفسه أثاره الأمريكي بول مالي في مؤتمر الاتحاد الدولي للملاحة الفضائية الذي عقد الخريف الماضي في تورينو. وبعد أن أجرى اتصالات مع ممثلي شركة موتورولا، الشركة المصنعة للمركبة الفضائية إيريديوم، وصف لهم الوضع مع التوهجات. ولجعل الوصف أكثر وضوحًا، أظهر بول لمحاوريه صورًا لألمع الومضات، ولكن، كما هو متوقع، سمع ردًا على ذلك أن إجراء أي تغييرات على المشروع في هذه المرحلة لم يعد ممكنًا. "الوضع هو أن الإيريديوم موجود بالفعل في القمة وسيبقى هناك لفترة طويلة جدًا"، كان رد فعل ممثلي موتورولا.

ولحسن الحظ، فإن حالات التفشي هذه يمكن التنبؤ بها تماما - على عكس الطائرات وغيرها من فوائد الحضارة. ومع ذلك، يجب أن نتذكر أن الإيريديوم يمكن أن يكون العلامة الأولى فقط. بعد كل شيء، هناك بالفعل أنظمة اتصالات جديدة ذات مدار منخفض في الطريق: Faisat - 26 قمرًا صناعيًا، وOrbcomm - 28، وGlobalstar - 48، وCelestry - 63، وSkybridge - 64، وأخيرًا Teledesic، الذي يتضمن 384 قمرًا صناعيًا في وقت واحد! وإذا كان هذا الأسطول بأكمله الذي يستعد للإطلاق يتصرف بشكل مشابه للإيريديوم المشتعل، فقد يكون الوضع أكثر خطورة.

إيجور أناتوليفيتش ليسوف هو رئيس تحرير مجلة "Cosmonautics News"، وموظف في شركة "Video-Cosmos". يشكر المؤلف براين هانتر، وبول مالي، وراندي جون، وبروم وكريس دورمان، وتوم سميث، ورون لي على مساعدتهم في هذا المقال.

القمر الصناعي هو جسم طبيعي كثيف يدور حول كوكب. لا يوجد تفسير علمي محدد يقدم إجابة مرضية لسؤال كيفية ظهور الأقمار، على الرغم من وجود العديد من النظريات. وكان القمر يعتبر القمر الصناعي الوحيد، ولكن بعد اختراع التلسكوب تم اكتشاف أقمار أخرى. ولكل كوكب قمر صناعي واحد أو أكثر، باستثناء عطارد والزهرة. كوكب المشتري لديه أكبر عدد من الأقمار الصناعية - 67. وقد سمح التقدم التكنولوجي للإنسان باكتشاف وحتى إرسال المركبات الفضائية في رحلات استكشافية إلى الكواكب الأخرى وأقمارها الصناعية.

أكبر الأقمار في نظامنا الشمسي هي:

جانيميد

جانيميد هو أكبر قمر في نظامنا، ويدور حول كوكب المشتري. ويبلغ قطرها 5,262 كم. والقمر أكبر من عطارد وبلوتو، ويمكن أن يطلق عليه بسهولة كوكب إذا كان يدور حول الشمس. لدى جانيميد مجال مغناطيسي خاص به. تم اكتشافه من قبل عالم الفلك الإيطالي جاليليو جاليلي في 7 يناير 1610. يبعد مدار القمر الصناعي حوالي 1,070,400 كيلومتر عن كوكب المشتري ويستغرق 7.1 يومًا أرضيًا لإكمال مداره. يحتوي سطح جانيميد على نوعين رئيسيين من المناظر الطبيعية. لديها مناطق أخف وأصغر سنا، فضلا عن منطقة الحفرة الداكنة. الغلاف الجوي للقمر الصناعي رقيق ويحتوي على الأكسجين في جزيئات متفرقة. يتكون جانيميد بشكل أساسي من جليد الماء والصخور، ويُعتقد أنه يحتوي على محيطات تحت الأرض. يأتي اسم القمر الصناعي من اسم أمير في الأساطير اليونانية القديمة.

التيتانيوم

تيتان هو أحد أقمار زحل ويبلغ قطره 5,150 كم، مما يجعله ثاني أكبر قمر في النظام الشمسي. اكتشفه عالم الفلك الهولندي كريستيان هويجنز عام 1655. يتمتع القمر الصناعي بغلاف جوي كثيف يشبه الغلاف الجوي للأرض. يتكون 90% من الغلاف الجوي من النيتروجين، والـ 10% المتبقية تتكون من الميثان وكميات صغيرة من الأمونيا والأرجون والإيثان. يُجري تيتان ثورة كاملة حول زحل خلال 16 يومًا. توجد على سطح القمر الصناعي بحار وبحيرات مملوءة بالهيدروكربونات السائلة. وهذا هو الجسم الكوني الوحيد في النظام الشمسي، إلى جانب الأرض، الذي يحتوي على مسطحات مائية. اسم القمر الصناعي مأخوذ من الأساطير اليونانية القديمة، تكريما للآلهة القديمة التي تسمى الجبابرة. يشكل الجليد والصخور الجزء الأكبر من كتلة تيتان.

كاليستو

كاليستو هو ثاني أكبر قمر صناعي لكوكب المشتري وثالث أكبر قمر صناعي في النظام الشمسي. يبلغ قطرها 4821 كم، ويقدر العلماء عمرها بحوالي 4.5 مليار سنة؛ سطحه مليء بالحفر في الغالب. تم اكتشاف كاليستو بواسطة جاليليو جاليلي في 7 يناير 1610. حصل القمر الصناعي على اسمه تكريما لحورية من الأساطير اليونانية القديمة. يدور كاليستو حول كوكب المشتري على مسافة حوالي 1,882,700 كيلومتر، ويكمل مداره في 16.7 يومًا أرضيًا. وهو أبعد قمر عن كوكب المشتري، مما يعني أنه لم يتعرض بشكل كبير للغلاف المغناطيسي القوي للكوكب. يشكل الجليد المائي، بالإضافة إلى مواد أخرى مثل المغنيسيوم والسيليكات المائية، معظم كتلة القمر. كاليستو له سطح مظلم ويعتقد أنه يحتوي على بحر مالح تحته.

وعن

آيو هو ثالث أكبر قمر لكوكب المشتري والرابع في النظام الشمسي. ويبلغ قطرها 3,643 كم. تم اكتشاف القمر الصناعي لأول مرة بواسطة جاليليو جاليلي في عام 1610. هذا هو الجسم الكوني الأكثر نشاطًا بركانيًا إلى جانب الأرض. ويتكون سطحه بشكل رئيسي من سهول فيضانية من الصخور السائلة وبحيرات الحمم البركانية. يقع آيو على بعد حوالي 422000 كم من كوكب المشتري، ويدور حول الكوكب خلال 1.77 يومًا أرضيًا. يتميز القمر الصناعي بمظهر مرقط بألوان سائدة هي الأبيض والأحمر والأصفر والأسود والبرتقالي. ويهيمن ثاني أكسيد الكبريت على الغلاف الجوي لأيو. تم تسمية القمر على اسم حورية من الأساطير اليونانية القديمة التي أغراها زيوس. يوجد تحت سطح آيو نواة حديدية وطبقة خارجية من السيليكات.

الأقمار الصناعية الكبيرة الأخرى

تشمل الأقمار الصناعية الكبيرة الأخرى للنظام الشمسي: القمر (3475 كم)، الأرض؛ أوروبا (3122 كم)، كوكب المشتري؛ تريتون (2707 كم)، نبتون؛ تيتانيا (1578 كم)، أورانوس؛ ريا (1529 كم)، زحل وأوبيرون (1523 كم)، أورانوس. تتم معظم عمليات رصد هذه الأقمار الصناعية من الأرض. يتيح التقدم التكنولوجي للعلماء إرسال مركبات فضائية إلى أجزاء مختلفة من النظام الشمسي للحصول على مزيد من المعلومات حول الكواكب وأقمارها الصناعية.

الجدول: أكبر 10 أقمار صناعية في النظام الشمسي

مكان في الترتيب	القمر الصناعي، الكوكب	متوسط ​​القطر
1	جانيميد، كوكب المشتري	5262 كم
2	تيتان، زحل	5150 كم
3	كاليستو، جوبيتر	4821 كم
4	أيو، كوكب المشتري	3643 كم
5	القمر، الأرض	3475 كم
6	أوروبا، كوكب المشتري	3122 كم
7	تريتون، نبتون	2707 كم
8	تيتانيا، أورانوس	1,578 كم
9	ريا، زحل	1,529 كم
10	أوبيرون، أورانوس	1,523 كم

ندعوك للتعرف على بعض الحقائق المثيرة والتعليمية حول أقمار كواكب النظام الشمسي.

1. جانيميد هو قمر صناعي كبير. هذا هو أكبر قمر صناعي ليس فقط لكوكب المشتري، ولكن أيضًا للنظام الشمسي ككل. انه كبير جدا. والتي لها مجال مغناطيسي خاص بها.

2. ميراندا رفيقة قبيحة. تعتبر البطة القبيحة للنظام الشمسي. يبدو كما لو أن شخصًا ما قام بتجميع قمر صناعي من قطع وأرسله ليدور حول أورانوس. تتمتع ميراندا ببعض من أروع المناظر الطبيعية في النظام الشمسي بأكمله، حيث تشكل سلاسل الجبال والوديان تيجانًا وأودية معقدة، أعمق بحوالي 12 مرة من جراند كانيون. على سبيل المثال، إذا رميت حجرًا على واحدة منها، فإنها لن تسقط إلا بعد 10 دقائق.

3. كاليستو هو القمر الصناعي الذي يحتوي على أكبر عدد من الحفر. على عكس الأجرام السماوية الأخرى، لا يوجد نشاط جيولوجي في كاليستو، مما يجعل سطحه غير محمي. ولهذا السبب يبدو هذا القمر الصناعي هو الأكثر "تعرضاً للهزيمة".

4. Dactyl هو قمر صناعي للكويكب. وهو أصغر قمر في المجموعة الشمسية بأكملها، إذ يبلغ عرضه ميلاً واحداً فقط. في الصورة يمكنك رؤية القمر الصناعي Ida، وDactyl هي النقطة الصغيرة على اليمين. يكمن تفرد هذا القمر الصناعي في حقيقة أنه لا يدور حول كوكب، بل حول كويكب. في السابق، كان العلماء يعتقدون أن الكويكبات صغيرة جدًا بحيث لا يمكن أن يكون لها أقمار صناعية، ولكن كما ترون، كانوا مخطئين.

5. إبيميثيوس ويانوس قمران صناعيان تجنبا الاصطدام بأعجوبة. ويدور كلا القمرين حول زحل في نفس المدار. ربما اعتادوا أن يكونوا قمرًا صناعيًا واحدًا. اللافت للنظر: كل 4 سنوات، بمجرد حدوث لحظة الاصطدام، يقومون بتغيير الأماكن.

6. إنسيلادوس هو حامل الخاتم. هذا هو القمر الصناعي الداخلي لكوكب زحل، والذي يعكس ما يقرب من 100٪ من الضوء. يمتلئ سطح إنسيلادوس بالسخانات التي تقذف جزيئات من الجليد والغبار إلى الفضاء، وتشكل حلقة زحل "E".

7. تريتون - مع البراكين الجليدية. وهو أكبر قمر صناعي لنبتون. وهو أيضًا القمر الصناعي الوحيد للنظام الشمسي الذي يدور في الاتجاه المعاكس لدوران الكوكب نفسه. البراكين على تريتون نشطة، لكنها لا تنبعث منها الحمم البركانية، ولكن الماء والأمونيا، والتي تتجمد على السطح.

8. أوروبا - بمحيطاتها الكبيرة. يمتلك قمر المشتري هذا السطح الأكثر نعومة في النظام الشمسي. الشيء هو أن القمر الصناعي عبارة عن محيط مستمر مغطى بالجليد. يوجد ماء هنا 2-3 مرات أكثر من الأرض.

9. آيو هو جحيم بركاني. هذا القمر الصناعي يشبه موردور من سيد الخواتم. تقريبا كامل سطح القمر الصناعي الذي يدور حول كوكب المشتري مغطى بالبراكين التي تحدث ثوراناتها في كثير من الأحيان. لا توجد فوهات على آيو، حيث تملأ الحمم البركانية سطحها، وبالتالي يتم تسويتها.

11. تيتان هو منزل بعيد عن المنزل. ربما يكون هذا أغرب قمر صناعي للنظام الشمسي. وهو الكوكب الوحيد الذي يتمتع بغلاف جوي أكثر كثافة من الغلاف الجوي للأرض بعدة مرات. ما كان تحت السحب المعتمة ظل مجهولاً لسنوات عديدة. يعتمد الغلاف الجوي لتيتان على النيتروجين، تمامًا مثل الغلاف الجوي للأرض، ولكنه يحتوي أيضًا على غازات أخرى، مثل الميثان. إذا كانت مستويات الميثان على تيتان مرتفعة، فقد يحدث أمطار الميثان على القمر الصناعي. ويشير وجود نقاط مضيئة كبيرة على سطح القمر الصناعي إلى احتمال وجود بحار سائلة على السطح، والتي قد تحتوي على غاز الميثان. ومن الجدير بالذكر أن تيتان هو أنسب الأجرام السماوية للبحث عن الحياة.

شهد القرن العشرين ظهور استكشاف الفضاء باستخدام الأقمار الصناعية والمسبارات الفضائية والمركبات الفضائية المأهولة. لقد قطع البشر شوطا طويلا منذ إطلاق أول قمر صناعي في عام 1957، وأرسلوا العديد من الأشياء فائقة الكتلة إلى الفضاء. فيما يلي قائمة بأكبر سبعة أجسام في الفضاء تم إرسالها من الأرض.

1. محطة الفضاء الدولية (ISS)

تعد محطة الفضاء الدولية أكبر محطة فضائية بناها الإنسان، وهي أكبر من ملعب كرة قدم ويبلغ طولها 109 أمتار وعرضها 73 مترًا وتزن أكثر من 408233 كجم. والمحطة الفضائية المأهولة عبارة عن مختبر مداري يتم فيه إجراء الأبحاث والملاحظات والتجارب العلمية والفضائية المختلفة، كما أنها القمر الاصطناعي الوحيد الذي يمكن رؤيته بالعين المجردة من كوكب الأرض.

2. تلسكوب هابل الفضائي

يعد تلسكوب هابل الفضائي، الذي يزيد حجمه عن حافلتين، هو الأكبر في فئته منذ عام 1990. ويبلغ طول التلسكوب الفضائي أكثر من ثلاثة عشر مترًا، ويزن 12247 كجم.

3. القمر الصناعي البيئي (إنفيسات)

أكبر قمر صناعي يدور حول الأرض، تقوم أجهزة مراقبة إنفيسات بمراقبة الغلاف الجوي للأرض بشكل أساسي. والقمر الصناعي الذي يبلغ طوله عشرة أمتار، ويزن حوالي 8210 كجم، لا يعمل حاليًا، ولكنه لا يزال في مدار الأرض.

4. المحطة المدارية "مير"

كانت المحطة المدارية MIR أول محطة مدارية مأهولة متعددة الوحدات يتم إرسالها إلى الفضاء، ويبلغ طولها 33 مترًا وعرضها 31 مترًا ووزنها 140160 كجم.

5. زحل الخامس

كان صاروخ ساتورن 5، الذي يبلغ ارتفاعه 104 أمتار ووزنه 2,721,554 كجم، هو أطول وأثقل وأقوى صاروخ. أكمل ساتورن 5 13 مهمة خلال فترة وجوده، منذ إطلاقه عام 1967 حتى عام 1973.

6. سكايلاب

على الرغم من أن Skylab ليست كبيرة مثل تلك الموجودة على محطة الفضاء الدولية، إلا أنها كانت أول محطة فضائية يتم إطلاقها من الأرض. ويبلغ وزن المختبر الفضائي حوالي 77.111 كيلو جرامًا، وقد دار حول الأرض من عام 1973 إلى عام 1979.