أخبار ar.wedoany.com، تعاونت جامعة كاليفورنيا في سان دييغو (University of California San Diego) مع شركة BAE Systems البريطانية لإنتاج تقنية بصرية يبلغ حجمها حوالي 6 ملم (0.24 بوصة) فقط، قد تغير طريقة رصد الشمس في المهام الفضائية المستقبلية.

العنصر الأساسي في هذه التقنية هو محزز الاستقطاب فائق السطح (metasurface polarization grating)، وهو هيكل بصري مكون من وحدات نانوية الحجم قادر على التحكم في الضوء بمستويات لا يمكن للبصريات التقليدية بلوغها. الاستقطاب (polarization) هو اتجاه اهتزاز الموجات الضوئية، وقياسه في فيزياء الشمس يساعد في إعادة بناء بنية المجالات المغناطيسية الشمسية، المرتبطة بظواهر مثل الانبعاثات الكتلية الإكليلية (coronal mass ejections) التي قد تعطل الأقمار الصناعية والاتصالات وشبكات الطاقة الأرضية.

تتطلب التلسكوبات الشمسية التقليدية قياس مكونات استقطاب مختلفة بالتتابع: حيث يتم تسجيل الإشارة نفسها عدة مرات أثناء تغيير اتجاه العناصر البصرية، ثم تُدمج في صورة واحدة. لكن في الفضاء، يؤدي أدنى اهتزاز للأداة بين الإطارات إلى انزياح الصورة وتشويش البيانات، مما يستلزم استخدام أنظمة تثبيت معقدة ومكلفة، قد يتجاوز ثمنها أحياناً تكلفة المكونات البصرية نفسها.

يحل السطح الفائق المُطوَّر حديثاً هذه المشكلة بطريقة مختلفة: فهو يقسم الضوء الساقط في الوقت نفسه إلى عدة قنوات استقطاب، مما يتيح الحصول على جميع المعلومات الضرورية في إطار واحد دون الحاجة إلى أجزاء متحركة أو تصوير متتابع.

وفقاً للمؤلف الرئيسي نواه روبين (Noah Rubin)، تُعد هذه إحدى الحالات المبكرة التي ينتقل فيها السطح الفائق من نموذج مختبري إلى اختبار في نظام فلكي حقيقي، مع الحصول على موافقة لتطبيقات فضائية محتملة.

تم دمج هذه التقنية في تلسكوب شمسي متخصص، واختُبرت بالتعاون مع المركز الوطني لأبحاث الغلاف الجوي (NCAR). في التجربة، سجل النظام بنجاح المجال المغناطيسي للبقع الشمسية، وكانت نتائجه مماثلة لبيانات مرصد الديناميكا الشمسية (Solar Dynamics Observatory)، أكبر مرصد مداري تابع للإدارة الوطنية للملاحة الجوية والفضاء (NASA).

كما اختبرت التجربة متانة التقنية: اجتاز السطح الفائق اختبارات الاهتزاز ودرجات الحرارة التي تحاكي ظروف الإطلاق والتشغيل في المدار، مما يؤكد قابليته المحتملة للاستخدام في المهام المستقبلية.

تم اختبار النظام بالاعتماد على تلسكوب دن الشمسي (Dunn Solar Telescope) في ولاية نيو مكسيكو: حيث ينعكس الضوء من مرآة على قمة برج يبلغ ارتفاعه 41 متراً، وينتقل لأسفل مسافة حوالي 69 متراً إلى منشأة تحت الأرض، ثم يدخل إلى وحدة السطح الفائق المدمجة التي لا يتجاوز حجمها بضعة مليمترات.

تشير نتائج البحث إلى أن هذه التقنية قادرة على قياس خصائص استقطاب الإشعاع الشمسي في نفس اللحظة الزمنية، وهو أمر مهم بشكل خاص لرصد العمليات الشمسية السريعة التي كان من الصعب تسجيلها بدقة سابقاً. ويؤكد المؤلفون أن هذه التقنية يمكنها تبسيط تصميم التلسكوبات الفضائية المستقبلية بشكل كبير، وتقليل عدد المكونات الميكانيكية وخفض تكاليف المهام، مما يفتح الطريق أمام تطوير أدوات أكثر إحكاماً واستقراراً لرصد النشاط الشمسي ومراقبة الطقس الفضائي.

تم إعداد هذا المقال بواسطة Wedoany. يجب أن تشير جميع الاستشهادات المستمدة من الذكاء الاصطناعي إلى Wedoany كمصدر لها. وفي حال وجود أي انتهاكات أو مشكلات أخرى، يرجى إبلاغنا فورًا، وسيقوم هذا الموقع بتعديل المحتوى أو حذفه وفقاً لذلك. البريد الإلكتروني: news@wedoany.com