پیش‌بینی‌های دقیق‌تر مدارها برای ماهواره‌ها و آشغال‌های فضایی
تحقیقات در دانشگاه صنعتی گراتس (TU Graz) با استفاده از اندازه‌گیری‌های لیزری ماهواره‌ها، به پیش‌بینی‌های دقیق‌تری برای مسیر حرکت ماهواره‌ها و زباله‌های فضایی و همچنین درک بهتری از وضعیت توده‌های آبی روی زمین رسیده است. اما این سؤال پیش می‌آید که چه رابطه‌ای بین میدان گرانشی زمین و مسیر حرکت ماهواره‌ها و آشغال‌های فضایی وجود دارد؟ میدان گرانشی زمین بر مدارهای اجرام فضایی اطراف ما تأثیر می‌گذارد و تغییرات در این مدارها هم به نوبه خود می‌تواند اطلاعاتی در مورد تغییرات میدان گرانش و در نتیجه، تغییرات در توده‌های آبی موجود به ما بدهد.
پروژه COVER و بهبود محاسبات میدان گرانشی
در پروژه COVER، مؤسسه ژئودزی دانشگاه صنعتی گراتس اندازه‌گیری‌های میدان گرانشی با استفاده از ماهواره‌ها را با تکنیک اندازه‌گیری لیزری ماهوارهای (SLR) ترکیب کرده است. این کار به بهبود چشمگیر در محاسبات میدان گرانشی و رصد و پیش‌بینی مسیر اجرام فضایی کمک کرده است. نتایج این تحقیقات در نرم‌افزار سیستم برنامه‌نویسی شی‌گرا برای بازیابی گرانش (GROOPS) گنجانده شده است که مؤسسه ژئودزی به‌صورت رایگان از طریق گیت‌هاب در اختیار عموم گذاشته است.
دقت در حل میدان گرانشی با طول موج بلند زمین
ساندرو کروس از مؤسسه ژئودزی دانشگاه صنعتی گراتس می‌گوید: «ماموریت‌های فضایی مثل گریس، گریس فالو-آن و قبل از آن‌ها GOCE داده‌های بسیار ارزشمندی برای محاسبه میدان گرانشی زمین ارائه داده‌اند. اما طول موج‌های بلند میدان گرانشی که شامل توده‌های قاره‌ای می‌شوند، به خوبی با این مأموریت‌ها قابل اندازه‌گیری نیستند.» از طرف دیگر، اندازه‌گیری با روش SLR می‌تواند این بخش‌های با طول موج بلند را با دقت بسیار بالا حل کند. برای این منظور، یک شبکه از ایستگاه‌های SLR لیزری به سمت ماهواره‌هایی با بازتابنده‌های نوری نشانه‌گیری می‌کند که نور لیزر را منعکس می‌کنند. با اندازه‌گیری زمان رفت و برگشت نور، موقعیت ماهواره‌ها با دقت در حد سانتی‌متر قابل تعیین است و از طریق اندازه‌گیری‌های مکرر، تغییرات در مدار که ناشی از تغییرات در توده‌های سطح زمین است، قابل شناسایی است.
او ادامه می‌دهد: «اگر SLR را با دیگر روش‌های اندازه‌گیری ماهواره‌ها ادغام کنید، می‌توان میدان گرانشی را با دقت بیشتری محاسبه کرد، چراکه می‌توانید تمام طول موج‌های میدان گرانشی را با دقت زیادی به دست آورید. این امکان به ما اجازه می‌دهد تا توده‌های آبی روی کره زمین را با جزئیات بیشتری شناسایی کنیم.»
پیش‌بینی دقیق جایگاه ماهواره‌ها و زباله‌های فضایی
در همین حال، ما می‌توانیم از داده‌های به‌دست‌آمده از این اندازه‌گیری‌ها برای پیش‌بینی موقعیت ماهواره‌ها و زباله‌های فضایی با دقت بسیار بالاتری استفاده کنیم. این داده‌ها کمک می‌کنند تا آن‌ها را شناسایی کنیم و توسط اندازه‌گیری لیزری (SLR) نقشه‌ی مسیرشان را به‌دست آوریم و مدارهای آینده‌ی آن‌ها را با دقت بیشتری پیش‌بینی کنیم. این کار به افزایش ایمنی در فضا کمک زیادی می‌کند.
در حال حاضر، حدود ۴۰,۰۰۰ قطعه آشغال فضایی با اندازه‌ای بزرگ‌تر از ۱۰ سانتی‌متر در حال گردش به دور زمین هستند و حدود یک میلیون قطعه هم با اندازه‌ی یک سانتی‌متر یا بزرگ‌تر وجود دارد. این اجسام با سرعتی در حدود ۳۰,۰۰۰ کیلومتر در ساعت حرکت می‌کنند و همه‌ی آن‌ها هم در یک جهت مشخص در حرکت نیستند. بنابراين، برخورد با این زباله‌ها می‌تواند تأثیرات مخربی داشته باشد و حتی ممکن است ماهواره‌ها را نابود کند یا جان انسان‌ها در ایستگاه‌های فضایی یا دیگر فضاپیماهای سرنشین‌دار را به خطر بیندازد. به همین دلیل، شناسایی مدارهای همه‌ی این اجسام و پیش‌بینی مسیر حرکت آینده‌ی آن‌ها با دقت هرچه بیشتر اهمیت حیاتی دارد.
اندازه‌گیری‌های راداری و چالش‌های پیش رو
امروزه از روش‌های اندازه‌گیری راداری برای نظارت بر اجسام زباله‌های فضایی استفاده می‌شود، اما دقت آن‌ها محدود است. پیش‌بینی‌های موجود از مسیر حرکت آن‌ها هم به علت محدوده خطای چند کیلومتری، با مشکل مواجه بوده‌اند. این موضوع شناسایی و ردیابی این اجرام را دشوارتر کرده است. البته با همکاری ایستگاه اندازه‌گیری لیزری ماهوارهای مؤسسه تحقیقات فضایی آکادمی علوم اتریش در رصدخانه لستبیهل، پیشرفت‌های قابل توجهی در این زمینه حاصل شده است.
مؤسسه ژئودزی از مدل‌های نیروی خود استفاده کرده است که می‌توانند موقعیت یک ماهواره یا زباله فضایی را با دقت حدود ۱۰۰ متر تعیین کنند. این کار، ردیابی و ثبت دقیق آن‌ها را با استفاده از اندازه‌گیری‌های لیزری آسان‌تر کرده است. اندازه‌گیری‌های بیشتر در طول پروازهای بعدی تصویر دقیق‌تری از رفتار مدار ارائه داد که به محققان این امکان را می‌دهد تا پیش‌بینی‌ها را بهبود بخشند.
مدل‌سازی نیروها برای پیش‌بینی مسیر حرکت
تورستن مایر-گور از مؤسسه ژئودزی دانشگاه TU گراتس می‌گوید: «برای پیش‌بینی دقیق مسیر حرکت، باید تمام نیروهای وارد بر ماهواره‌ها را مدل‌سازی کنیم.» این شامل نیروی گرانشی زمین است که تحت تأثیر وجود جرم‌هایی مثل آب قرار دارد. ترکیب مدل‌سازی مسیر حرکت ما با اندازه‌گیری‌های SLR، اکنون محاسبات بسیار دقیق‌تری را در نرم‌افزار GROOPS ما که به‌صورت رایگان در دسترس همه قرار دارد، ممکن می‌سازد. تا جایی که ما اطلاع داریم، ما تنها کسانی هستیم که چنین مجموعه کامل و جامعی را برای تعیین میدان گرانشی، محاسبه مسیر حرکت و پردازش SLR به‌صورت رایگان ارائه می‌دهیم. این دسترسی آزاد مزیت بزرگی برای ما دارد؛ چراکه سریعاً بازخورد می‌گیریم اگر چیزی نیاز به بهبود داشته باشد.»
بیشتر بخوانید
مدیتیشن یک روز پربرکت برای جذب عشق وامنیت و سلامتی
خود هیپنوتیزم درمان زود انزالی در مردان توسط هیپنوتراپیست رضا خدامهری
تقویت سیستم ایمنی بدن با خود هیپنوتیزم
شمس و طغری
خود هیپنوتیزم ماندن در رژیم لاغری و درمان قطعی چاقی کاملا علمی و ایمن
خود هیپنوتیزم تقویت اعتماد به نفس و عزت نفس