جهاز صغير بحجم 6 ملم يطابق دقة القمر الصناعي لوكالة ناسا في مراقبة المجالات المغناطيسية الشمسية
قام المهندسون في جامعة كاليفورنيا سان دييغو ببناء مكون بصري صغير يبلغ قطره ستة ملليمترات فقط للتلسكوبات. تم تطوير الجهاز بالتعاون مع شركة BAE Systems Space & Mission Systems، ويمكن للجهاز تبسيط أجهزة استكشاف الفضاء. يعد هذا المشروع بخفض تكاليف المهمة مع تحسين القدرة على مراقبة الطقس الفضائي الخطير بشكل كبير. تم دمج السطح الفائق في التلسكوب المصمم خصيصًا. ائتمان: نوح روبين السطح الخارق هو فئة متقدمة من تكنولوجيا النانو تتكون من مكون بصري مسطح مصمم بهياكل مجهرية نانوية الحجم. وباستخدام هذه الهياكل النانوية، يمكن للجهاز التعامل مع الضوء – مثل تقسيم قنوات الاستقطاب والتحكم فيها في وقت واحد – بطرق فريدة لا تستطيع العدسات الزجاجية والمرايا التقليدية القيام بها ماديًا. حتى الآن، كانت هذه التكنولوجيا في الغالب مجرد خدعة أكاديمية. قال نوح روبين، كبير مؤلفي الدراسة وأستاذ الهندسة في جامعة كاليفورنيا في سان دييغو: “معظم العمل الأكاديمي على الأسطح الخارقة ظل في مرحلة إثبات المفهوم”. أخذ فريق روبن هذا المفهوم من المختبر. قام شركاؤهم في الصناعة في شركة BAE Systems بإخضاع العدسة الصغيرة لاهتزازات شديدة واختبار درجات الحرارة القصوى. لقد مرت. أصبحت تكنولوجيا النانو مؤهلة رسميًا للفضاء. وقال روبن: “نحن متحمسون لإمكانية نشر تقنيتنا في الفضاء”. “أعتقد أن هذا مثال جميل جدًا حيث يمكن للأبحاث الأكاديمية الأساسية أن تترجم فعليًا إلى شيء له إمكانات حقيقية لاستكشاف الفضاء والعلوم.” غالبًا ما تتم دراسة المجالات المغناطيسية للشمس للتنبؤ بالانفجارات الشمسية الضخمة، مثل الانبعاثات الكتلية الإكليلية، التي ترسل جسيمات مشحونة نحو الأرض. لهذا، يتم تحليل الاستقطاب، أو اتجاه اهتزاز ضوء الشمس الوارد. تستخدم التلسكوبات الفضائية الموجودة طريقة مختلفة للقيام بذلك. تلتقط هذه الصور صورة، وتقوم بتدوير مكون بصري ميكانيكيًا، ثم تلتقط صورة أخرى. ومن ثم ربطهم رقميا ببعضهم البعض. هذه العملية بطيئة وعرضة لأدنى توتر. عندما تهتز المركبة الفضائية، فإن أي دفعة صغيرة بين التعرضات يمكن أن تؤدي إلى طمس البيانات الشمسية الحساسة تمامًا. ولإيقاف ذلك، يتعين على ناسا بناء أنظمة تثبيت معقدة ومكلفة بشكل لا يصدق. وأشار روبن إلى أن “هذه الأنظمة غالبًا ما تكلف أكثر بكثير من تكلفة التلسكوب نفسه”. يزيل السطح المعدني الجديد الذي يبلغ طوله ستة ملليمترات الأجزاء المتحركة بالكامل. فهو يقسم ضوء الشمس الوارد إلى عدة مسارات استقطاب مختلفة في نفس الوقت. وبدلاً من التسلسل البطيء للصور، يلتقط التلسكوب جميع البيانات المغناطيسية في وقت واحد في لقطة واحدة. وقالت ليزا لي، المؤلفة الأولى للدراسة: “مع معدلات الإطارات الأسرع هذه، يمكننا ملاحظة الظواهر التي كانت سريعة جدًا بحيث لم تتمكن الأدوات السابقة من التقاطها”. رسم خرائط للمجالات المغناطيسية لإثبات أن الجهاز يمكنه فعلًا إجراء علوم حقيقية، قام الباحثون بدمجه في تلسكوب مخصص وسافروا إلى تلسكوب Dunn Solar Telescope في نيو مكسيكو. كان الإعداد على النقيض من أبعاد أسطورية. ضرب ضوء الشمس مرآة في أعلى برج يبلغ ارتفاعه 136 قدمًا، وانتقل لمسافة 228 قدمًا تحت الأرض، ثم انعكس مرة أخرى إلى السطح. وهناك، مرت عبر الجزء الصغير الذي يبلغ طوله ستة ملليمترات الخاص بالفريق. نجحت العدسة المجهرية في رسم خريطة للمجالات المغناطيسية المكثفة داخل البقع الشمسية النشطة. عندما قارن الفريق بياناته بملاحظات مرصد ديناميكيات الطاقة الشمسية الضخم التابع لوكالة ناسا، كانت النتائج متطابقة تقريبًا. كان أداء العدسة الصغيرة بمثابة قمر صناعي عملاق. والآن، يضع الفريق أنظاره على منصة الإطلاق. وبدعم من خمس سنوات من التطوير والتمويل من وكالة ناسا، قدم الباحثون مقترحًا رسميًا لدراسة مفهوم المهمة. إذا تم اختيارها، فمن الممكن أن تستقل عينها الصغيرة التي يبلغ قطرها ستة ملليمترات صاروخًا إلى الفضاء قريبًا، مما يثبت أنه في بعض الأحيان، تأتي أكبر الاكتشافات في أصغر الحزم. تم نشر الورقة في 10 يونيو في مجلة Science Advances.
تم النشر: 2026-06-11 00:30:00
