کمک مزارع خورشیدی به یافتن سیارک‌های خطرناک!
دانشمندان در حال توسعه روشی مقرون به صرفه برای شناسایی سیارک‌های کم‌نور و سریع‌الحرکت با استفاده از تبدیل هلیوستات‌های بیکار به آشکارسازهای سیارک هستند؛ این روش جدید به جای استفاده از تصویربرداری سنتی، سرعت عبور سیارک‌ها از کنار ستارگان را اندازه‌گیری می‌کند.
جان سانداسکی (John Sandusky)، دانشمند آزمایشگاه‌های ملی ساندیا (Sandia) در نیومکزیکو، می‌گوید: «یک آینه بزرگ متحرک است که نور خورشید را بر روی یک برج متمرکز می‌کند. این آینه‌ها با حرکت خورشید تغییر جهت می‌دهند تا بازتاب نور ثابت بماند.» این فناوری در سامانه‌های انرژی خورشیدی استفاده می‌شود و به دلیل توانایی آن در تمرکز نور خورشید از اهمیت بالایی برخوردار است. استفاده از هلیواستات‌ها (Heliostat) باعث افزایش کارایی سامانه‌های انرژی خورشیدی می‌شود.
وی اضافه می‌کند: «در طول روز، نور خورشید توسط هلیوستات‌های متعدد متمرکز می‌شود و آب را می‌جوشاند یا نمک را ذوب می‌کند و ژنراتورهای الکتریکی را به کار بیندازد. این ژنراتورها در مجموع صدها مگاوات برق برای شبکه برق تولید می‌کنند.»
وی توضیح میدهد: «هلیوستات‌ها در تاریکی نیز به خوبی کار می‌کنند، نور ستاره را در شب به همان روشی که نور خورشید را در طول روز متمرکز می‌کنند، متمرکز می‌کنند. در حالی که نور خورشید آب را برای شبکه برق می‌جوشاند، نور ستارگان تنها اندکی برق روی دیودهای نوری بزرگی که مانند سلول‌های یک پنل خورشیدی هستند، تولید می‌کند.»
وی ادامه میدهد: «ایده استفاده از هلیوستات‌ها برای تشخیص سیارک‌ها در شب به دلیل تعداد زیاد آنها در ایالات متحده مطرح شده است. این آینه‌ها با تمرکز نور بر اجرام کم‌نور مانند سیارک‌های نزدیک زمین یا سیارک‌های بزرگ‌تر، می‌توانند به رصد آنها کمک کنند. این روش کم‌هزینه، از نور منعکس‌شده از اجرام متحرک برای تولید سیگنال فرکانسی استفاده می‌کند و جایگزینی برای روش‌های تصویربرداری سنتی است.»
سانداسکی می‌گوید: «این یک فرصت بالقوه ارزان برای استفاده از داشته‌های فعلی ما است. در ابتدا، این تنها یک ابزار جدید و افزایشی برای مجموعه‌ی ابزارهای رصدخانه‌های نجومی خواهد بود، اما در نهایت، با کمترین هزینه به کوچک‌ترین یا دورترین سیارک‌ها خواهد رسید.»
سانداسکی توضیح میدهد: «این مانند گوش دادن به صدای باد، به جای شنیدن صدای وزش باد است. هلیوستات‌ها به آرامی در برابر ستارگان حرکت می‌کنند و ریتم ثابتی را در طول شب حفظ می‌کنند. جریان نور از ستارگان یک آهنگ تولید می‌کند. نور از یک سیارک که در امتداد این حرکت حرکت می‌کند، آهنگ کمی متفاوتی تولید می‌کند؛ زیرا هر حرکت، سیارک را در موقعیت کمی متفاوت نسبت به ستارگان قرار میدهد.»
وی ادامه میدهد: «تفاوت آهنگ معمولا بسیار کم خواهد بود، کمتر از یک میلی‌هرتز که بسیار ظریف‌تر از آن است که گوش‌های ما بتوانند تشخیص دهند، اما به لطف پایداری فوق‌العاده زمان‌بندی GPS، قطعات الکترونیکی دقیق، این تفاوت کوچک را در طول یک شب حل می‌کنند. هر چه سیارک سریع‌تر باشد، تفاوت در آهنگ نیز بیشتر است.»
سانداسکی پیش از این تابستان را صرف آزمایش ایده خود با استفاده از یکی از ۲۱۲ هلیوستات در مرکز ملی آزمایش حرارتی خورشیدی ساندیا در آلبوکرکی کرده است. در حال حاضر، هلیوستات‌ها در حال ردیابی ستاره‌ها در آسمان شب هستند که این اولین قدم در این آزمایش است. هنوز تلاشی برای تشخیص سیارک‌ها صورت نگرفته است.
وی می‌گوید: «مانع فعلی، بودجه برای نشان دادن مقیاس‌بندی از یک هلیوستات به چندین هلیوستات و برنامه‌ریزی مجدد کنترل‌کننده‌های هلیوستات برای حرکت به سمت ستارگان به جای افق است. برای شکار سیارک در مقیاس جهانی، میدان‌های هلیوستات مختلف زمین نیاز به همگام‌سازی با یک استاندارد زمان‌بندی مشترک مانند GPS دارند. آنها همچنین باید به فوتودیودها و سایر دستگاه‌های نوری و الکترونیکی لازم مجهز شوند.»
این کار زمان می‌برد، اما سانداسکی نتایج تجربی اولیه و شبیه‌سازی‌های محاسباتی خود را در کنفرانس تصویربرداری، حسگری و اپتیک تطبیقی غیرمتعارف ۲۰۲۴ انجمن مهندسان ابزار دقیق نوری در سن دیگو ارائه کرده است.
وی اضافه می‌کند: «گام بعدی، انتقاد از جامعه علمی و فنی، پاسخ به انتشار اولیه و شناسایی مشکلات و محدودیت‌هاست. ایده‌های جدید از بازخوردهای انتقادی می‌آیند. به موازات آن، ما به دنبال بودجه برای تجهیز هلیوستات‌ها و انجام مشاهدات منظم هستیم. برای ایجاد مرزهای نظری و بهبود وفاداری مدل، مشارکت لازم است.»
سانداسکی می‌گوید: «گام بعدی می‌تواند شامل استفاده از هلیوستات برای یافتن یک سیاره شناخته‌شده باشد. آزمایشی که به آشکار شدن قابلیت‌ها و محدودیت‌های این فناوری کمک خواهد کرد.»