هیچ‌ چیز ‌‌‌از ‌چشم ‌GOCE‌ پنهان ‌نمی‌ماند

بی‌شک می‌توان توصیفات جالب‌تری نیز برای این سازه نوین بشری که با استفاده از مدرن‌ترین مظاهر فناوری‌های نوین ساخته شده است ارائه کرد. نشریه علمی پاپیولار ساینس در توصیف ساده قابلیت‌های این ماهواره می‌نویسد: «این ماهواره‌ آنچنان دقیق است که بهتر است اگر لباس چرک و کثیفی در گوشه و کنار خانه‌تان افتاده، آن را بردارید چون GOCE به فضا پرتاب شد.»

آژانس فضانوردی اروپا از مدت‌ها پیش خود را برای پرتاب این ماهواره مهیا کرده بود. مقدمات پرتاب این ماهواره فوق مدرن و پیچیده از حیث ساختار در حالی با بالاترین کیفیت ممکن صورت گرفت که گفته می‌شود این سازه مدرن در تاریخ 50 سال گذشته تحقیقات و اکتشافات فضایی در نوع خود بی‌همتاست. این ماهواره که به «کاوشگر چرخه اقیانوس وضعیت پیوسته و میدان جاذبه» معروف است، دقیق‌تر و جزیی‌تر از هر گونه کاوشگر و ماهواره‌ای که تاکنون به فضا پرتاب شده زمین را زیر نظر خواهد گرفت.

GOCE  چگونه راهی فضا شد؟

ماهواره GOCE نخستین بخش از سری ماهواره‌های اکتشافاتی زمین است که روز گذشته و از پایگاه فضایی پلستیک روسیه در 800 کیلومتر شمال مسکو راهی مدار زمین شد. آماده‌سازی‌های لازم برای انتقال این ماهواره عظیم (در نوع خود) به این مرکز فضایی از 23 جولای آغاز شد و این زمانی بود که در مخزن فشرده نیتروژن خود در اتاق تمیز GOCE در مرکز تحقیقات و فناوری آژانس فضانوردی اروپا در نورویک هلند جاسازی شد. این مخزن در 29 جولای و به وسیله حمل‌کننده مخصوصی به فرودگاه Schiphol در آمستردام منتقل شد و در ادامه با استفاده از یک فروند جنگنده Antonov به مرکز فضایی پلستیک انتقال یافت. ماهواره GOCE در حالی به فضا پرتاب شد که
11 مخزن فضایی دیگر حاوی سیستم‌های الکتریکی پیچیده و مکانیکی و تجهیزات حمایت‌کننده زمینی نیز به همراه آن راهی فضا شده است.

طراحی خاص و فوق آیرودینامیکی برای GOCE

ماهواره GOCE از طراحی برجسته‌ای در مقایسه با تمامی ماهواره‌های ارسالی به فضا برخوردار است و بسیاری از کارشناسان علوم فضانوردی معتقدند هیچ ماهواره‌ای از حیث ساختار ظاهری با GOCE قابل قیاس نیست. این طراحی خاص بیشتر به سبب مدار پایین پروازی GOCE و لزوم پایداری قابل توجه آن ارائه شده است تا در نهایت دانشمندان امیدوار به دستیابی به اطلاعات موثق و قابل اطمینان از سوی ماهواره باشند. از آنجا که ضروری است تا از صحیح بودن اطلاعات به دست آمده از اندازه‌گیری‌ها آن هم بر اساس جاذبه واقعی اطمینان خاطر حاصل شود و هیچ‌گونه حرکت اضافی در این داده‌ها تاثیر نداشته باشند، این ماهواره 5 متری هیچیک از بخش‌های متحرکی که سایر ماهواره‌ها به آن مجهز هستند را ندارد. در حقیقت نبود هرگونه بخش قابل حرکتی در این ماهواره بر خاص بودن آن افزوده است. بنابراین ماهواره در کنار سیستم‌های حمایتی الکتریکی و مکانیکی همراه خود سیستم یکپارچه و واحد اندازه‌گیری جاذبه را تشکیل می‌دهند. نیاز به شناورماندن در ارتفاعی پایین و در عین حال پایداری و ثبات حرکتی فوق تصور، دانشمندان اسا را به طراحی و ساخت ماهواره‌ای منحصربه‌فرد رهنمون کرده که در آن کشش هوا و گشتاور به حداقل خود رسیده است و در آن از اختلالات مکانیکی نیز هیچ خبری نیست. برخی دانشمندان طراحی ظاهری این ماهواره را با لباسی که مایکل فلپس شناگر برجسته امریکایی در مسابقه‌های المپیک پکن بر تن کرد و با استفاده از آن 8 مدال طلا بر گردن آویخت مقایسه کرده و گفته‌اند که شکل آیرودینامیکی این ماهواره و تاثیری که بر روند ماموریت آن خواهد داشت همچون تاثیر شگرف لباسی است که بر رکوردشکنی‌های مایکل فلپس داشته است. ماهواره‌ به ارتفاع 5 متر و وزن 1050 کیلوگرم از حیث ساختار معماری و ابعاد، همچون یک هواپیمای فوق مدرن با ظاهری خاص است و به لطف وجود دو بال مخصوص، ثبات و پایداری لازم در فضا را نیز خواهد داشت.

مدار چرخش ماهواره GOCE به دور زمین‌

مدار این ماهواره باید در پایین‌ترین سطح ممکن باشد تا امکان قوی‌ترین مشاهده دقیق و جزء به جزء سیگنال‌های میدان جاذبه وجود داشته باشد. براساس برنامه‌ریزی‌های دقیق صورت گرفته، این ماهواره در ارتفاع 250 کیلومتری از سطح زمین مستقر خواهد شد. ساختار کشیده و باریک ماهواره آن را قادر می‌سازد تا از حلقه‌های جوی که در این ارتفاع وجود دارند براحتی عبور کند. این ماهواره به دو بال بزرگ مجهز است که روی آنها صفحات خورشیدی برای تامین انرژی حرکتی آن نصب شده است. به سبب ساختار و ترکیب‌بندی ماهواره و مداری که در آن حرکت خواهد کرد، صفحات خورشیدی نوسانات حرارتی فوق‌العاده شدیدی را تحمل خواهند کرد. از این رو دانشمندان اسا راهی جز استفاده از موادی که توان تحمل تفاوت دمایی بین 160 درجه تا منهای 170 درجه سانتی‌گراد را داشته باشند، نداشتند. روی هریک از بال‌های خورشیدی این ماهواره آنتن ارتباطاتی از نوع باندS نصب شده است که یکی رو به بالا و دیگری رو به پایین است و در نتیجه می‌توان متصور شد که پوشش کامل ارتباطاتی برای آن وجود خواهد داشت. نکته جالب توجه این است که بال رو به فضای بیکران، حامل دو آنتن GPS نیز هست. نقشه‌های منتشر شده از سوی اسا درخصوص نحوه چینش سیستم‌های درون این ماهواره نشان می‌دهد که تمامی سیستم‌ها و تجهیزات و همچنین دستگاه‌های نصب شده در دل ماهواره روی 3 محور اصلی آن قرار گرفته‌اند.
ماهواره به سبب این که دارای هیچ گونه بخش حرکتی‌ای نیست، یکی از منحصربه‌فردترین پروژه‌های کاوشی اسا و حتی جهان به حساب می‌آید.

نگاهی دقیق به سیستم‌های درون ماهوارهGOCE

این ماهواره شامل بدنه استوانه‌ای 8 ضلعی با 7 سطح کفی داخلی است که تمامی سیستم‌ها و واحدهای الکترونیکی را محافظت می‌کند. دو مورد از این سطوح کفی، مسوول حفاظت از سیستم شیب‌پیمای ماهواره هستند که در قلب آن و نزدیک به مرکز تجهیزات آن جای دارد. ساختار این ماهواره مبتنی بر استفاده از صفحات فشرده شده پلاستیک فیبر کربنی است تا بتواند شرایط مورد نیاز برای پایداری فضاپیما در دماهای فوق‌العاده متغیر را ضمانت کرده و در عین حال کم‌حجم و سبک نیز باشد. سیستم‌های کنترل دمای این ماهواره نیز در نوع خود در دنیا بی‌نظیر است. عمده این کنترل‌ها به واسطه استفاده از پوشش‌های ویژه صورت گرفته است. با این حال در صورت نیاز از گرم‌کننده‌هایی ویژه به عنوان تنظیم‌کننده‌های فعال نیز استفاده خواهد شد. تجهیزات داخلی این ماهواره در برابر حرارت بالایی که صفحات خورشیدی جذب می‌کنند محافظت می‌شوند و این محافظت تنها با استفاده از پوشش‌های عایقی چندلایه صورت گرفته است که بین صفحات خورشیدی و بدنه اصلی ماهواره نصب شده‌اند. سمت دیگر ماهواره که رو به خورشید نیست، در حکم یک رادیاتور خنک‌کننده عمل  و گرمای جذب شده به سیستم فضایی را به فضای اطراف منتقل می‌کند. تمام پوشش‌های خارجی بویژه آنهایی که در مسیر حرکت مستقیم ماهواره قرار دارند، در برابر سیل عظیم اکسیژن‌های اتمیک محافظت شده‌اند. در صورتی که چنین تمهیداتی اندیشیده نشود، در یک چشم به هم زدن باید شاهد از بین رفتن موادی بود که در ساختار بدنه ماهواره به کار رفته‌اند.

GOCE در فضا تنها نخواهد بود!

آژانس فضانوردی آمریکا اعلام کرده است ماهواره GOCE نخستین ماهواره از 6 ماهواره مدرنی است که طی 2 سال آینده راهی فضا خواهند شد. تمام این‌ 6 ماهواره تمرکز عمده خود را بر اتمسفر زمین، زیستگاه‌های طبیعی، اقیانوس‌ها و مواردی از این دست معطوف خواهند کرد. پس از پرتاب موفقیت‌آمیز ماهواره GOCE، دو ماهواره دیگر از 5 ماهواره باقی‌مانده در مرحله دوم به آن ملحق خواهند شد. این دو ماهواره ADM-Aelus و EarthCARE نام دارند که به ترتیب در سال‌های 2010 و 2013 میلادی راهی مدار زمین خواهند شد. ماهواره نخست یعنی ADM-Aelus با هدف بررسی دینامیک اتمسفر و ماهواره بعدی به تمرکز روی بررسی‌های دقیق درخصوص تعادل پرتویی زمین می‌پردازد. 3 ماهواره کاوشگر دیگر که البته از حیث اندازه کوچک‌تر هستند نیز هم‌اکنون مراحل آماده‌سازی‌های نهایی خود را طی می‌کنند. این ماهواره‌ها 2 CryoSat-، SMOS و Swarm نام دارند. این ماهواره‌ها به ترتیب در سال‌های 2008، 2009 و 2010 میلادی به فضا پرتاب خواهند شد. به گفته دانشمندان اسا،2 CryoSat- با هدف اندازه‌گیری ضخامت یخ‌های قطبی زمین، SMOS برای مطالعه رطوبت خاک و شوری آب اقیانوس‌ها و Swarm نیز برای مطالعه دقیق تکامل میدان مغناطیسی زمین راهی مدار زمین خواهند شد. آژانس فضانوردی اروپا با توجه به عظمت و پرهزینه‌بودن این پروژه تنها وارد عمل نشده و با حضور 45 شرکت اروپایی به عنوان شرکای صنعتی خود این طرح عظیم را به پیش می‌برد. این شرکت‌ها به رهبری شرکت معروف Thales Alenia Space در کنار اسا حضور یافته و این آژانس فضایی را در پیشبرد اهداف از پیش تعیین شده‌اش کمک می‌کنند.

کشف رازهای سیاره زمین‌

GOCE تا چند روز دیگر ماموریت خود را به طور رسمی در فضا و دقیقا در بالای سر ما آغاز خواهد کرد. به گفته دانشمندان، ضریب دقت مشاهدات این ماهواره تا آنجاست که وجود لباس‌های کثیف در اطراف ما را تشخیص می‌دهد. به لطف این ضریب دقت خیره‌کننده بشر امیدوار است تا رازهای بیشتری از سیاره مادر را کشف کند.

ماموریتGOCE،پیچیده‌ترین ماهواره ساخت دست بشردریک‌نگاه‌

اسپانسر اصلی....................................آژانس فضانوردی اروپا (اسا)‌
عمر مفید...........................................2 سال‌
زمان پرتاب........................................10 سپتامبر 2008
ارتفاع از سطح زمین..........................250 کیلومتر
طول ماهواره....................................... 5 متر
وزن ماهواره........................................1050 کیلوگرم‌
شکل کلی ماهواره............................... بدنه استوانه‌ای 8 ضلعی با 7 سطح کفی داخلی‌
اهداف کلی ماموریت........................... ثبت نابهنجاری‌های جاذبه‌ای زمین، تهیه نقشه‌هایی برای مشخص کردن تغییرات سطح زمین و سرعت آن، دستیابی به درک بهتر و موثرتر از ساختار کلی زمین، مطالعه دقیق تغییرات جوی، دستیابی به درک صحیح‌تری از علل گرمایش زمین، تغییرات سطح آب دریاها و اقیانوس‌ها، توده‌های یخی مناطق قطبی و چرخه اقیانوس‌ها
هدف منحصربه‌فرد ماهواره................ ارائه عالی‌ترین نقشه زمین طی سال‌های آینده‌

ماهواره GOCE با چه هدفی ما را نظاره می‌کند؟

GOCE با این هدف عمده راهی فضا شده است تا اطلاعات دقیقی برای درک بهتر و اصولی‌تر از متغیرهای حاضر در سیستم پیچیده زمین ارائه کند. این بررسی دقیق به واسطه نقشه‌برداری از میدان جاذبه زمین آن هم با بی‌سابقه‌ترین ضریب دقت ممکن صورت می‌گیرد. این ماهواره همچنین نابهنجاری‌های جاذبه‌ای زمین را ثبت کرده و نقشه‌هایی ارائه خواهد کرد که در آن تغییرات سطح زمین و سرعت آن بخوبی روشن است. دانشمندان دریافته‌اند رشته‌کوه‌های واقع در خشکی و گودال‌های اقیانوسی ازجمله فاکتورهایی هستند که می‌توانند پیچیده‌ترین نابهنجاری‌های جاذبه‌ای را تولید کنند.

از سوی دیگر دانشمندان با ترکیب نقشه دگردیسی سطحی زمین و نابهنجاری‌های یادشده به درک بهتر و موثرتری از ساختار کلی زمین خواهند رسید. از آن گذشته این پروژه سعی دارد تا تغییرات جوی زمین را نیز مورد مطالعه دقیق قرار دهد. دستیابی به درک صحیح‌تری از علل گرمایش زمین، داغ‌بودن ساعاتی خاص از روز، تغییرات سطح آب دریاها و اقیانوس‌ها، توده‌های یخی مناطق قطبی و چرخه اقیانوس‌ها ازجمله مواردی است که این ماهواره به بررسی جزء به جزء آنها خواهد پرداخت اما تهیه نقشه‌ای از زمین، آن هم با ریزترین جزییات ممکن، یکی از مهم‌ترین برنامه‌های آن عنوان شده است، به طوری که دانشمندان پروژه از ارائه عالی‌ترین نقشه زمین طی سال‌های آینده خبر داده‌اند. با این حال تمام این برنامه‌ها تنها باید در مدت زمان تعیین شده برای عمر مفید این ماهواره یعنی 2 سال انجام شود؛ چون پس از گذشت این مدت، ماهواره GOCE از مدار کنترلی خارج شده و به نوعی به زباله فضایی تبدیل خواهد شد. البته هنوز معلوم نیست که در صورت موفقیت‌آمیز بودن پروژه آن هم فراتر از حد و انتظارات مقامات ناسا امکان تمدید چند ماهه آن وجود دارد یا خیر؟

فاطمه پورمزرعه‌