شوک دانشمندان از سیگنال ماهواره گمشده ناسا پس از دهه‌ها سکوت!
اخیرا، یک پالس رادیویی قدرتمندی از Relay 2 ناسا ساطع شده است، در حالی که این ماهواره سال‌ها غیرفعال بود. این پالس توسط تلسکوپ رادیویی ASKAP در استرالیای غربی شناسایی شد. دانشمندان به بررسی این رویداد غیرمنتظره و پیامدهای احتمالی آن برای مطالعه زباله‌های فضایی و تخلیه‌های الکترواستاتیکی پرداختند.
این پالس، کمتر از ۳۰ نانوثانیه طول کشید و آن‌قدر درخشان بود که به طور موقت از تمام منابع کیهانی بالای زمین پیشی گرفت که ابتدا به عنوان یک انفجار رادیویی مرموز از اعماق فضا در نظر گرفته شد، هم یک راز بود و هم یک پیشرفت بزرگ در تحقیقات فضایی به شمار می‌رود.
بازگشت غیرمنتظره ماهواره‌ای از کار افتاده با انفجاری از انرژی
ظهور دوباره Relay 2 در اخبار علمی بسیار قابل توجه است. این ماهواره آزمایشی ارتباطی در سال ۱۹۶۴ پرتاب شد و پس از پایان ماموریتش در سال ۱۹۶۷، دهه‌ها در مدار زمین خاموش بود. کشف یک پالس رادیویی قدرتمند از این ماهواره در سال ۲۰۲۵، پس از سال‌ها خاموشی، دانشمندان را شگفت‌زده کرده است. این رویداد، فرصتی نادر برای بررسی داده‌های قدیمی و درک بهتر عملکرد ماهواره‌های قدیمی فراهم می‌کند. این کشف، همچنین توجه به پدیده‌های غیرمنتظره در فضا و اهمیت رصد مداوم را برجسته می‌سازد.
اخترشناسان، از جمله کلنسی جیمز (Clancy James) از دانشگاه کورتین (Curtin University) در پرت، استرالیا، در حال انجام یک جستجوی روتین برای فوران‌های رادیویی سریع (FRBs) بودند که به طور غیرمنتظره‌ای پالس را از یک فضاپیمای به ظاهر از کار افتاده تشخیص دادند.
سیگنال به قدری قوی بود که آشکارسازهای ASKAP را اشباع کرد که معمولا برای مشاهدات کیهانی دور طراحی شده‌اند؛ این کشف غیرمنتظره، اهمیت جستجوهای روتین نجومی و توانایی رصدخانه (Australian Square Kilometre Array Pathfinder به اختصار ASKAP) را برجسته می‌کند. قدرت سیگنال دریافتی نشان می‌دهد که این فضاپیما احتمالا در فاصله نسبتا نزدیکی قرار داشته است.
جیمز می‌گوید: «اگر نزدیک باشد، می‌توانیم آن را به راحتی از طریق تلسکوپ‌های نوری مطالعه کنیم، بنابراین خیلی هیجان‌زده شدیم و فکر کردیم شاید یک تپ‌اختر جدید یا چیز دیگری کشف کرده‌ایم.»
تصور کشف یک شی نجومی جدید مانند یک تپ‌اختر که یک ستاره نوترونی مغناطیسی‌شده در حال چرخش است، بسیار وسوسه‌انگیز بود. با این حال، این تیم به سرعت این فرضیه را رد کرد؛ زیرا میزان پراکندگی پالس نشان می‌داد که منبع آن در نزدیکی زمین است، نه یک منبع فراکهکشانی.
ماهیت این انفجار: کوتاه، قدرتمند و غیرعادی
پالس رادیویی که توسط ASKAP شناسایی شد، نه تنها فوق‌العاده قدرتمند بود، بلکه به طرز چشمگیری کوتاه نیز بود. به گفته جیمز، این پالس که کمتر از ۳۰ نانوثانیه طول کشید، برای مدت بسیار کوتاهی از هر چیز دیگری در آسمان پیشی گرفت. این انفجار حداقل ۳۰۰ کیلوژانسکی شار تابش کرد که میلیون‌ها برابر روشنایی مشتری در طول موج‌های رادیویی است. چنین رویداد قدرتمندی، اخترشناسان را غافلگیر کرد؛ زیرا تشخیص و اندازه‌گیری دقیق انفجارهای کوتاه مدت با بیشتر ابزارها چالش‌برانگیز است.
قابلیت ASKAP برای انجام بررسی‌های سریع و گسترده، امکان مثلث‌بندی دقیق منبع را فراهم کرد. این تیم پس از مقایسه تاخیرهای زمانی در ۳۶ دیش ۱۲ متری آن، توانست منشا پالس را به مسیر پیش‌بینی‌شده Relay 2 نسبت دهد. هیچ ماهواره دیگری در مجاورت آن با زمان‌بندی یا مکان انفجار مطابقت نداشت که به شدت نشان می‌دهد این ماهواره خاموش عامل این رویداد بوده است.
تخلیه الکترواستاتیکی: فرضیه اصلی
کشف چنین پالس شدید و غیرعادی از یک ماهواره ظاهرا غیرفعال، سوالات فوری در مورد منبع سیگنال ایجاد کرد. Relay 2 فرستنده‌های فعالی ندارد، بنابراین این انفجار باید توسط یک رویداد خارجی تحریک شده باشد. فرضیه اصلی این است که این انفجار ناشی از تخلیه الکترواستاتیکی، یعنی یک قوس الکتریکی بین سطوح باردار روی ماهواره بوده است. در مدار پایین زمین (LEO)، فضاپیماها در معرض برهمکنش‌های پلاسمایی قرار دارند که می‌توانند بار الکتریکی را روی سطوح خود ایجاد کنند و در نهایت منجر به تخلیه‌ای شوند که می‌تواند امواج رادیویی تولید کند.
علاوه بر تخلیه الکترواستاتیکی، احتمال دیگر این است که پالس ناشی از برخورد یک ریزشهاب‌واره به ماهواره باشد. یک ذره کوچک که با سرعت حدود ۳۵۴۰۵ کیلومتر در ساعت (۲۲ هزار مایل در ساعت) حرکت می‌کند، می‌تواند به ماهواره برخورد کند، فلز را تبخیر کند و یک ابر پلاسمایی در حال گسترش ایجاد کند.
این می‌تواند منجر به انتشار یک پالس رادیویی کوتاه و شدید شود. چنین برخوردهایی در فضا رایج هستند؛ زیرا حتی ذرات کوچک می‌توانند آسیب قابل توجهی به فضاپیماها وارد کنند. Relay 2 به عنوان یک فضاپیمای قدیمی، محافظت محدودی در برابر چنین ضرباتی داشته است.
نقش زباله‌های فضایی در اکتشافات فضایی مدرن
این رویداد همچنین نگرانی‌هایی را در مورد مشکل رو به افزایش زباله‌های فضایی که شامل میلیون‌ها قطعه از ماهواره‌های قدیمی و ریزشهاب‌واره‌ها است، افزایش می‌دهد. در دنیایی که زباله‌های فضایی زیادی وجود دارد و ماهواره‌های کوچک و کم‌هزینه با حفاظت محدود در برابر تخلیه‌های الکترواستاتیک بیشتر شده‌اند، این تشخیص رادیویی می‌تواند در نهایت یک روش جدید برای ارزیابی تخلیه‌های الکترواستاتیک در فضا ارائه دهد.
این موضوع توسط کارن آپلین (Karen Aplin) از دانشگاه بریستول (University of Bristol) مطرح شده است. کشف سیگنال‌های رادیویی مرتبط با تخلیه‌های الکترواستاتیک می‌تواند به محققان کمک کند تا آسیب‌های وارده به ماهواره‌ها را بهتر درک کنند و به طراحی محافظت‌های موثرتر کمک کند. این فناوری به ویژه برای ماهواره‌های کوچک که در برابر این نوع آسیب‌پذیری آسیب‌پذیرتر هستند، حیاتی خواهد بود.
با وجود بیش از ۲۹ هزار شی ردیابی‌شده در مدار پایین زمین و میلیون‌ها قطعه کوچک‌تر که برای رادار نامرئی هستند، تشخیص این پالس می‌تواند روش‌های جدیدی را برای نظارت بر زباله‌های فضایی باز کند. همچنین نشان می‌دهد که چگونه فناوری فضایی ممکن است نیاز داشته باشد تا با محیطی سازگار شود که با ماهواره‌ها و زباله‌ها شلوغ‌تر می‌شود، که برخی از آنها، مانند Relay 2، عملا فراموش شده‌اند، اما هنوز هم قادر به انتشار سیگنال‌های قابل توجهی هستند.