شبکه تلسکوپ های چشم مگسی ESA: گامی نوین در دفاع سیاره ای و رصد اجرام نزدیک زمین

مقدمه: دید پیشرفته به سوی آسمان

با وجود افزایش نگرانی‌ها از خطرات فضایی مانند سیارک‌ها و دنباله‌دارها، آژانس‌های فضایی و منجمان سراسر جهان در تلاش هستند تا توانایی‌های دفاع سیاره‌ای را تقویت کنند. در این راستا، آژانس فضایی اروپا (ESA) شبکه تلسکوپی Flyeye را توسعه داده است؛ آرایه‌ای از رصدخانه‌های نوین که از ساختار چشم مرکب حشرات، به‌ویژه مگس‌ها، الهام گرفته‌اند. این سامانه پیشرفته طراحی شده تا قابلیت شناسایی اجرام نزدیک به زمین (NEO) را، که می‌توانند تهدیدی برای تمدن بشر باشند، به‌طور چشمگیری افزایش دهد.

پیوند زیست‌شناسی و نجوم: الهام از چشم مرکب

قدرت بینایی منحصر به‌فرد حشرات مانند مگس‌ها حاصل وجود چشم مرکب است؛ عضوی متشکل از واحدهای بینایی مستقل که امکان مشاهده همزمان و وسیع محیط را فراهم می‌آورد. این ویژگی به حشرات اجازه می‌دهد تا حرکات را از تمام جهات تشخیص دهند و نسبت به تهدیدها واکنش سریع نشان دهند. مهندسان ESA این سازوکار زیستی را در تلسکوپ‌های Flyeye به‌کار گرفته‌اند تا دستگاه‌هایی بسازند که آسمان را با وسعت و حساسیتی بی‌سابقه زیرنظر بگیرند.

چرا چشم مرکب الهام‌بخش تلسکوپ‌ها است؟

تلسکوپ‌های سنتی عمدتاً نمایی با جزئیات بالا اما زاویه دید محدود ارائه می‌دهند. در حالی‌که اپتیک مبتنی بر چشم مرکب در Flyeye، نور وارده را به چندین کانال تقسیم می‌کند و هر کانال با استفاده از لنز ثانویه به آشکارسازهای دیجیتال جداگانه هدایت می‌شود. این سامانه متشکل از یک آینه اصلی و منشوری هرمی‌شکل با 16 وجه زاویه‌دار است که هرکدام نور را به لوله و دوربین اختصاصی خود هدایت می‌کنند. بدین‌ترتیب میدان دید تلسکوپ Flyeye چندین برابر تلسکوپ‌های معمولی خواهد بود و رصد همزمان نواحی وسیع آسمان شب را برای شناسایی اجرام سریع یا کم‌نور ممکن می‌سازد.

پروژه Flyeye: ماموریت، طراحی و عملیات

در نهایت، شبکه Flyeye شامل چهار تلسکوپ خودکار در نقاط مختلف جهان خواهد بود. ماموریت اصلی این سامانه جستجوی سیستماتیک و خودکار برای سیارک‌ها و دنباله‌دارهای بالقوه خطرناک با قطر بیش از ۴۰ متر است؛ اجرامی که در صورت برخورد با زمین می‌توانند ویرانی منطقه‌ای یا حتی جهانی به بار آورند. این تلسکوپ‌ها به صورت شبانه‌روزی و بدون نیاز به اپراتور مستقیم، آسمان را برای شناسایی اجرام نزدیک زمین (NEO) جدید یا ناشناخته پایش می‌کنند.

چگونه Flyeye اجرام خطرناک فضایی را شناسایی می‌کند؟

هر تلسکوپ Flyeye با ثبت پی‌درپی تصاویر از بخش‌های مختلف آسمان، داده‌ها را با بهره‌گیری از نرم‌افزاری پیشرفته تحلیل می‌کند که قادر به شناسایی الگوهای حرکتی ویژه اجرام نزدیک زمین است. سامانه نرم‌افزاری تهدیدات احتمالی را به‌صورت خودکار شناسایی و برای بررسی بیشتر به کارشناسان انسانی گزارش می‌دهد. کشفیات قابل‌توجه به مرکز سیارات کوچک (Minor Planet Center) گزارش و در ادامه مسیر و احتمال برخورد آن‌ها محاسبه می‌شود. این رویکرد چندلایه سبب افزایش سرعت و دقت شناسایی در مقایسه با روش‌های سنتی دستی می‌گردد.

نوآوری‌های فنی و میدان دید وسیع

نخستین تلسکوپ این شبکه، یعنی Flyeye-1، با قطر یک متر و میدان دید ۴۵ درجه مربعی ساخته شده است؛ هریک از بخش‌های آن مساحتی معادل چهار برابر قطر ظاهری ماه در آسمان را پوشش می‌دهد. در مجموع، Flyeye-1 قادر است با یک چرخش منطقه‌ای ۲۰۰ برابر کل سطح ماه کامل را رصد کند؛ قابلیتی که بسیار فراتر از تلسکوپ‌های هم‌رده دیگر است. این میدان دید گسترده باعث افزایش شانس شناسایی سریع‌تر اجرام خطرناک برای اجرای اقدامات پیشگیرانه خواهد شد.

استقرار و آزمون: اولین نور تلسکوپ Flyeye-1

نخستین تلسکوپ Flyeye در قله مونته مافارا در سیسیل ایتالیا نصب شده؛ مکانی که به سبب پنجره آسمانی باز و موقعیت راهبردی انتخاب گردید. تست‌های اولیه در مرکز ژئودزی فضایی آژانس فضایی ایتالیا انجام شد و Flyeye-1 موفق به ثبت «اولین نور» یعنی نخستین رصد آزمایشی خود از کیهان گردید. تصاویر اولیه عملکرد مناسب سامانه و رویکرد نوآورانه ESA را تأیید کرده و امید به آغاز بهره‌برداری علمی کامل را افزایش داده‌اند.

برنامه‌های توسعه و پوشش جهانی

در حالی که Flyeye-1 در حال بهینه‌سازی و راه‌اندازی است، ESA ساخت تلسکوپ دوم Flyeye-2 را آغاز کرده که انتظار می‌رود تا سال ۲۰۲۸ آغاز به کار کند. مکان‌های تلسکوپ‌های سوم و چهارم در دست بررسی است، اما طبق اعلام ESA این رصدخانه‌ها بین نیم‌کره شمالی و جنوبی توزیع خواهند شد. این آرایش جهانی، نظارت کامل بر اجرام نزدیک زمین را از هر زاویه تضمین می‌کند.

اهمیت گسترده و چشم‌انداز آینده

پروژه Flyeye نمونه‌ای برجسته از الهام طبیعت در فناوری فضایی است که طراحی زیستی را به ابزاری قدرتمند برای دفاع سیاره‌ای تبدیل می‌کند. ترکیب خودکارسازی، اپتیک نوآورانه و همکاری بین‌المللی این شبکه، امکان هشدار زودهنگام چند روز تا چند هفته پیش از برخورد اجرام خطرناک را فراهم می‌سازد؛ امری که نسبت به روش‌های فعلی پیشرفت چشمگیری محسوب می‌شود. به گفته ESA، این پیشرفت‌ها می‌تواند زمان لازم برای برنامه‌ریزی و حتی پیشگیری از سوانح کیهانی را در اختیار بشر بگذارد.

اگرچه تمرکز فعلی سیستم بر رصد اجرام ۴۰ متر و بزرگ‌تر است، اما در آینده با گسترش همکاری‌های بین‌المللی و ارتقای فناوری‌ها، امکان افزایش حساسیت و دامنه عملیاتی آن وجود دارد. تلسکوپ‌های Flyeye همچنین می‌توانند داده‌های ارزشمندی برای ستاره‌شناسی، استخراج معادن سیارکی و آموزش عمومی علوم فضایی جمع‌آوری نمایند.

جمع‌بندی

شبکه تلسکوپ‌های چشم‌مگسی آژانس فضایی اروپا یک گام تحولی در رصد و محافظت از زمین در برابر اجرام خطرناک نزدیک زمین به شمار می‌آید. این پروژه با ادغام الهام زیستی و مهندسی اپتیکی پیشرفته، تشخیص زودهنگام‌تر و تقویت دفاع سیاره‌ای را میسر می‌سازد. با راه‌اندازی و گسترش این شبکه در نقاط مختلف جهان، تلسکوپ‌های مرکب Flyeye آینده‌ای ایمن‌تر برای زمین رقم زده و دانش فضایی بشر را ارتقاء خواهند داد.