نخستین فضاپیمای نجومی تجاری جهان سال ۲۰۲۴ پرتاب خواهد شد

نخستین فضاپیمای تجاری نجومی جهان با نام تویینکل که با تأمین اعتبار برای ساخت ماهواره در اوایل سال آینده، در سال ۲۰۲۴ پرتاب خواهد شد، توجه پژوهشگران سیاره‌های فراخورشیدی را به خود جلب کرده است.

برای دهه‌ها آژانس‌های فضایی با بودجه‌ی دولتی مانند ناسا و آژانس فضایی اروپا متولی پروژه‌های گران‌قیمت تلسکوپ‌های فضایی بوده‌اند که ساخت آن‌ها چندین دهه طول کشیده و میلیاردها دلار هزینه داشته‌اند. مدلی که بسیاری اوقات به دلیل دسترسی نه چندان آسان، مطلوب جامعه‌ی علمی نبود.

«مارسل تسنی» (Marcell Tessenyi) پژوهشگر فوق دکترای نجوم کالج دانشگاهی لندن در سال ۲۰۱۴ ایده‌ی توسعه‌ی نخستین مأموریت فضایی-نجومی تجاری در جهان را مطرح کرد و این ایده که «تویینکل» (Twinkle) نام دارد، اکنون با پشتیبانی بیش از ۱۰ دانشگاه از سراسر جهان بودجه‌ی آژانس فضایی اروپا را هم دریافت کرده است و به‌زودی توسط غول هوافضای اروپا، ایرباس ساخته خواهد شد.

کمبود ابزار برای سیارات فراخورشیدی

به گفته‌ی تسنی مطالعه‌ی سیارات فراخورشیدی در نگاه اول جذاب است اما با موانع زیادی روبه‌روست. اگرچه تلسکوپ فضایی کپلر ناسا در سال‌های گذشته با کشف صدها سیاره‌ی فراخورشیدی در صدر خبرها بود اما ابزار مناسبی برای دانستن بیشتر درباره‌ی این سیاره‌های فراسوی منظومه‌ی شمسی وجود نداشت.

از سوی دیگر درخواست کالج دانشگاهی لندن هم برای اجرای یک مأموریت سیاره‌ای جدید توسط آژانس فضایی اروپا با موافقت روبه‌رو نشد. این موضوع باعث شد تا تسنی ایده‌ی انجام مأموریت‌های فضایی به شکلی متفاوت مانند یک کسب‌وکار را با سرپرستان خود «جاناتان تنیسون» (Jonathan Tennyson) و «جیووانی تیننی» (Giovanna Tinneti) مطرح کند.

تسنی گفت: «دکترای من در این زمینه بود که الزامات فنی لازم ماهواره‌ها برای مشاهده‌ی کامل جو سیاره‌های فراخورشیدی را برای داشتن درک کاملی از این سیارات تعیین کنیم. در آن زمان فقط چند اندازه‌گیری انجام شده توسط تلسکوپ فضایی هابل و اسپیتزر وجود داشت اما محدودیت‌های زیادی هم در داده‌ها بود زیرا این ماهواره‌ها برای رصد سیارات فراخورشیدی طراحی نشده‌اند.»

مشکل با هابل

تلسکوپ فضایی اسپیتزر که در ژانویه‌ی ۲۰۲۰ بازنشسته شد و تلسکوپ فضایی هابل، پیش از کشف نخستین سیاره‌ی فراخورشیدی در سال ۱۹۹۲ طرح‌ریزی شده بودند و فقط به لطف برخی تغییرات هوشمندانه‌ی منجمان که توانستند سیگنال بازگشتی از این فضاپیماها را تغییر دهند، اطلاعاتی مربوط به این سیاره‌های دوردست فراهم شد.

تصویری که از همین مجموعه داده‌های اندک شکل گرفت، بسیار فریبنده بود. سیاره‌هایی با دمای ۲۰۰۰ درجه‌ی سانتی‌گراد، سیاره‌هایی از جنس الماس و حتی سیاره‌های زمین‌مانند که می‌توانند حیات را در خود جای داده باشند. اما هنوز اطلاعات درباره‌ی آن‌ها ناقص است و حتی پرسش‌های بیشتری ایجاد می‌کند.

تلسکوپ فضایی تویینکل جو سیارات فراخورشیدی را با دقت بالایی بررسی خواهد کرد.
Credit: Blue Skies Space

به گفته‌ی تسنیی اگرچه هابل با ارائه‌ی طیف‌های رنگی می‌تواند ترکیبات شیمیایی موجود در جو سیارات فراخورشیدی را آشکار می‌سازد اما این توانایی فقط برای طیف محدودی از طول موج‌هاست و بنابراین همیشه عدم قطعیت وجود دارد.

از سویی این فقط نقص داده‌ها نیست که مانع از پیشرفت علمی می‌شود بلکه جامعه‌ی در حال رشد پژوهشگران سیاره‌های فراخورشیدی باید برای زمان استفاده از هابل و همچنین اسپیتزر که همچنان از داده‌های آن استفاده می‌شود، با هم رقابت کنند.

ایده‌ی تویینکل

جنبه‌های فنی و علمی پروژه‌ی تویینکل به‌عنوان نخستین فضاپیمای نجومی تجاری جهان، نسبتا آسان بوده اما در ابتدا میان جامعه‌ی علمی تردیدهایی نسبت به این مدل جدید وجود داشت. تسنی برای پیشبرد بهتر این ایده، شرکت «بلو اسکایز اسپیس» (Blue Skies Space) را با همکاری سرپرستان دانشگاهی خود تأسیس کرد تا بتواند درست مانند «اسپیس‌ایکس» (SpaceX) در زمینه‌ی در اختیار گذاشتن وسایل نقلیه‌ی فضایی یا «پلنت» (Planet) در زمینه‌ی فروش تصاویر رصد زمین، به فروش داده‌های علمی تلسکوپ فضایی بپردازد.

پیوستن شرکت انگلیسی سازنده‌ی ماهواره «سِری ستلایت تکنولوژی» (Surrey Satellite Technology) هم به اعتبار طرح مأموریت کمک کرد و کم‌کم تردید دانشمندان در زمینه‌ی مدل تجاری داده‌های نجومی از میان رفت. «ریچارد آرچر» (Richard Archer) مسؤول توسعه‌ی مشارکت‌های بلو اسکایز گفت: «در طول سال‌ها تلاش بسیاری برای آگاهی بخشیدن به جامعه‌ی علمی درباره‌ی این پروژه کردیم و اکنون دانشمندان زیادی علاقه‌مند به کمک به ما هستند.»

با حدود ۱۰ درصد از هزینه‌ی یک پروژه‌ی آژانس فضایی، فضاپیمای ۳۵۰ کیلوگرمی تویینکل با تلسکوپ ۲۰ اینچی خود قادر خواهد بود اندازه‌گیری‌های طیف‌سنجی سیاره‌های فراخورشیدی را با دقتی برابر با غول ۳۱ ساله‌ی هابل انجام دهد.

تسنی خاطرنشان کرد: «دانشگاه‌ها در آینده می‌توانند اشتراک ماهواره‌ها را خریداری کنند و به مجموعه داده‌هایی دسترسی پیدا کنند که از راه دیگری برایشان مقدور خواهند بود. هدف ما این است که هزینه‌های ماهواره را بازگردانیم و در صورت موفقیت از درآمد فروش داده‌ها برای توسعه‌ی نسل‌های بعدی استفاده کنیم.»

داده‌های علمی متمایز

به گفته‌ی این شرکت، تمایل برای داده‌های این ماهواره تحت تأثیر برنامه‌های دیگر مانند مأموریت کم‌هزینه‌ی «چیاپس» (Cheops) آژانس فضایی اروپا که آن هم مانند تویینکل در مدار ۷۰۰ کیلومتری می‌چرخد، قرار نمی‌گیرد زیرا این ماهواره فقط می‌تواند ویژگی‌های اصلی سیارات فراخورشیدی مانند چگالی و اندازه‌ی آن‌ها را اندازه‌گیری کند.

از سویی ماهواره‌ی بزرگ‌تر یعنی «پلاتو» (Plato) که در سال ۲۰۲۶ پرتاب خواهد شد بیشتر به دنبال سیارات سنگی در مناطق قابل سکونت در اطراف ستارگان بزرگ است. از سوی دیگر تلسکوپ «جیمز وب» (James Webb) ناسا هم با پرتاب در اواخر سال ۲۰۲۱ به گسترش دانش بشر از سیارات فراخورشیدی کمک می‌کند و تنها مأموریت «اَریل» (Ariel) آژانس فضایی اروپا که انتظار نمی‌رود زودتر از سال ۲۰۲۹ پرتاب شود، مانند تویینکل روی جو سیارات فراخورشیدی تمرکز خواهد کرد.

«جیووانی تیننی» از پروژه‌ی تلسکوپ فضایی خصوصی تویینکل، پژوهشگر همکار در پروژه‌ی اریل آژانس فضایی اروپا هم هست. اریل ماهواره‌ای بسیار بزرگ‌تر و گران‌تر است که در مدار بهینه‌تری قرار خواهد گرفت. این تلسکوپ از تویینکل هم بهره می‌گیرد و با داده‌های اولیه‌ی آن، بر روی جذاب‌ترین سوژه‌های رصدی فراخورشیدی تمرکز خواهد کرد.

تویینکل و اریل در همکاری با هم می‌توانند به پرسش‌های پیچیده‌تری پاسخ دهند مانند اینکه آیا در جو سیارات فراخورشیدی آب یا کربن مونواکسید وجود دارد؟ با این کار می‌توان مطالعات جمعیت‌شناسی را برای سیارات فراخورشیدی آغاز کرد و حتی سیاره‌شناسی مقایسه‌ای میان منظومه‌ی شمسی و سیارات هیجان‌انگیز فراسوی خورشید انجام داد.

عکس کاور: طرحی گرافیکی از تویینکل به‌عنوان نخستین فضاپیمای نجومی تجاری جهان

Credit: Blue Skies Space

منبع: Space