يمكن للأقمار الصناعية الليزرية ذات المدار العالي أن ترشد المسافرين إلى القمر في المستقبل
بواسطة آندي توماسويك – 31 أغسطس 2026، الساعة 11:58 صباحًا بالتوقيت العالمي | استكشاف الفضاء – قراءات بدقة 8K
الفضاء القمري أصبح مزدحمًا بالفعل. وبسبب هذا الازدحام، تظهر تعقيدات جديدة في البنية التحتية. أحد هذه التعقيدات هو نظام الملاحة؛ حيث لا يتوفر نظام تحديد مواقع عالمي حين تكون خارج كوكب الأرض. يُعتمد في تحديد المسار المداري الدقيق للمركبات الفضائية على التواصل مع مجموعة شبكة الفضاء العميق (DSN)، وهي نظام من التلسكوبات تم تطويره في الأصل في الخمسينيات للتواصل مع المركبات الفضائية البعيدة. لكن شبكة DSN أصبحت متخمة بمهامها، مما يجعل الحصول على موقع مداري دقيق قد يستغرق ساعات. لكن الباحثين في مختبر لينكولن التابع لمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا يعتقدون أن لديهم حلاً، وهو إطلاق أسطول من ثلاثة أقمار صناعية لإنشاء نظام ملاحي في الفضاء السحيق يُعرف باسم باعث الإشارة المساعدة ذو المدار العالي (LightHOUSE).
ولتكون الأمور أكثر وضوحًا، فإن شبكة DSN قد حققت نجاحًا كبيرًا في التكيف مع الزمن. ومع كل الترقيات التكنولوجية التي حصلت عليها على مر السنين، إلا أن شيئا واحدا لا تزال الشبكة غير قادرة على تحقيقه وهو موقعها المرتبط بالأرض. حتى لو كانت المسافة بين أبعد تلسكوبين حوالي 17600 كيلومتر، فإن هذا يعد جزءًا صغيرًا جداً من المسافة اللازمة للوصول إلى القمر (384000 كيلومتر)، ناهيكم عن المريخ.
لمواجهة هذا القيد، يخطط باحثو معهد ماساتشوستس لوضع الأقمار الصناعية في مدار على ارتفاع حوالي 1.6 مليون كيلومتر فوق سطح الأرض، وهو ما يتجاوز مسافة رحلة القمر. هذا الارتفاع ينطوي على فوائد عديدة من الناحية التقنية.
أولاً، يسمح وجود “خط أساس” طويل جدًا، حيث أن المسافة بين اثنين من الأقمار الصناعية تمثل نسبة كبيرة من المسافات بين الكواكب—على الأقل بين المريخ والزهرة. هذا يسمح بإجراء تغييرات دقيقة في موضع المركبة الفضائية مما يؤدي لتسجيل تغيرات أكبر بكثير في المسافة النسبية بين الأقمار الصناعية التي تدور حولها، مما يمكّن المهندسين من التقاط الملامح المدارية بسرعة تفوق بكثير أداء شبكة DSN الحالية.
ثانيًا، يمكن للأقمار الصناعية أن توفر رؤية خلف الجانب البعيد من القمر. مهمة Artemis II الأخيرة أكدت وجود خلو من الإشارات اللاسلكية المزعجة لمدة 40 دقيقة عند وصول المركبة الفضائية إلى الجانب البعيد المعزول. من خلال المدار الذي يتجاوز القمر، ستتمكن بعض أقمار LightHOUSE من تقديم تحديد المواقع بدقة حتى في تلك المناطق البعيدة، رغم أنه يجب الحذر بأنها قد تزيد أيضاً من تداخل الترددات اللاسلكية التي تؤثر بالفعل على جانب القمر البعيد.
الميزة الثالثة لنظام LightHOUSE لا تتعلق بمكانه، بل بتقنياته. فالمركبات الفضائية السحيقة تحتاج حاليًا إلى هوائيات راديو قوية للتواصل مع شبكة DSN، وهذا يتطلب طاقة كهربائية كبيرة، مما يقلل من المساحة المتاحة للأحمال المفيدة الأخرى. مع LightHOUSE، يتم تخفيف العبء عن المركبات الفضائية لأن الأقمار الصناعية “المنارة” هي التي سترسل إشارات عالية الطاقة إلى المركبات المختلفة التي تحتاج إلى تحديثات موقعية.
التقنيات البصرية هي العمود الفقري التكنولوجي لـ LightHOUSE. مختبر لينكولن قام بتكرار وتحسين أنظمة الاتصالات البصرية في الفضاء لسنوات عديدة، وآخرها كان نظام الاتصالات البصرية O2O في مهمة Artemis II، بالإضافة للاختبار الناجح لجهاز الشبكة الاتصالات البصرية في الفضاء السحيق (DSOC) ضمن مهمة Psyche. هذه التقنيات ستشكل الأساس لنظام الاتصالات والتتبع الخاص بـ LightHOUSE، رغم أن هناك مزيد من العمل الضروري لتحقيق هذا الهدف.
حاليًا، الطريق نحو التنفيذ يبدو غير مضمون. تمويل هذه الجهود جاء في الغالب من ميزانية البحث والتطوير الخاصة بمختبر لينكولن، ولم يتم اعتماد هذا المشروع من قبل أي وكالة فضاء رئيسية أو شركة خاصة قد تتمكن من تحويله إلى واقع. ولكن هذا لا يعني أنه لن يحدث في المستقبل. مع تزايد انشغال الفضاء السحيق، سنحتاج إما إلى تحديث شبكة DSN بمقياس كبير أو استبدالها بالكامل، والأمر مجرد مسألة وقت. وقد تلعب LightHOUSE دورًا مهمًا في تحديد شكل الحل لهذه المشكلة.
