يخطط الباحثون لاستخدام مدار القمر الثابت لدراسة "العصور المظلمة" للكون. سيبحث قمرهم الصناعي الصغير عن إشارات الهيدروجين القديمة والأدلة الكونية. يأمل علماء الفلك في الكشف عن رؤى حول "الفجر الكوني" من خلال نشر مركبة فضائية صغيرة مصممة للدوران حول الجانب البعيد من القمر لرصد "الهمسات القديمة" من الفضاء.
عرض فني لكاشف المكعب الكوني الذي تقوده بريطانيا. سوف يدور المسبار حول الجانب البعيد من القمر ويستمع إلى "الهمسات القديمة" من الكون المبكر. حقوق الصورة: نيكولو برنارديني (SSTL Ltd) وكان أرتوك (جامعة كامبريدج)
الغرض من هذه المهمة هو استكشاف الأيام الأولى للكون بعد وقت قصير من الانفجار الكبير، عندما كان الفضاء مظلمًا وخاليًا من النجوم والمجرات.
ومع ذلك، فإن استكشاف هذا "العصر المظلم" الكوني يتطلب بيئة خالية من الانحرافات. فالأرض مليئة بالاضطرابات الجوية والضوضاء الإلكترونية، مما يشكل تحديًا كبيرًا لالتقاط مثل هذه الإشارات الراديوية الضعيفة.
يخضع نموذج من Cosmic CubeSat لاختبار الفراغ الحراري في منشأة المختبر الملكي للملاحة الجوية والفضاء (RAL Space). حقوق الصورة: الدكتور ويل جرانجر، مختبر الطيران الملكي
وقال الدكتور إيلوي دي ليلى أسيدو، الذي قدم هذا الاقتراح في الاجتماع الوطني لعلم الفلك لعام 2025 الذي عقدته الجمعية الفلكية الملكية في دورهام: "سيكون الأمر مثل محاولة سماع همس في حفل موسيقي صاخب مجاور".
وهذا يجعل من الصعب جدًا تلقي إشارات ضعيفة منذ مليارات السنين. من أجل اكتشاف الإشارة الراديوية الخاصة الصادرة عن الهيدروجين، وهو العنصر الكيميائي الأقدم والأكثر أساسية والأكثر وفرة في الكون المبكر، نحتاج إلى أن يكون هادئًا. "لهذا السبب نقترح إطلاق قمر صناعي صغير للدوران حول القمر واكتشاف الإشارات التي يمكن أن توفر أدلة حول كيفية بداية كل شيء وكيف تشكلت الهياكل مثل المجرات في نهاية المطاف."
وتهدف مهمة CosmoCube التي تقودها بريطانيا إلى العمل من الجانب البعيد للقمر، حيث سيكون الجسم القمري بمثابة حاجز هائل أمام التداخل اللاسلكي من الأرض.
تقع المركبة الفضائية في هذه المنطقة الهادئة، وستكون قادرة على "الاستماع" إلى "الهمسات القديمة" وجمع بيانات قيمة حول العصور المظلمة للكون والفجر الكوني - وهي العصور التي لا تزال مجهولة إلى حد كبير في علم الكونيات الحديث.
تصوير للعصور المظلمة للكون، بعد الانفجار الكبير وقبل تشكل النجوم والمجرات الأولى. مصدر الصورة: جامعة كولورادو بولدر
قال دي ليرا أسيدو، رئيس قسم علم الفلك الراديوي وعلم الكونيات في كافنديش بجامعة كامبريدج: "من خلال القيام بذلك، يهدف CosmoCube إلى مساعدتنا على فهم أفضل لكيفية تحول كوننا من حالة بسيطة مظلمة إلى الكون المعقد المليء بالضوء الذي نراه اليوم، والذي يحتوي على جميع النجوم والمجرات. والأهم من ذلك، أنه سيساعد العلماء أيضًا على دراسة المادة المظلمة الغامضة ودورها في تشكيل بنية هذه الأكوان".
سيحتوي CosmoCube على مقياس إشعاعي منخفض الطاقة تمت معايرته بدقة ومثبت على منصة قمر صناعي ميسورة التكلفة مصممة للدوران حول القمر. تعمل الأداة بتردد أقل (10-100 ميجا هرتز) وهي مصممة خصيصًا لاكتشاف إشارات الراديو الضعيفة للغاية المخفية في ضوضاء الخلفية.
أحد أهداف المهمة هو دراسة توتر هابل، وهو التناقض المستمر بين معدل توسع الكون الذي تم قياسه منذ بداية الكون، والذي تم استنتاجه من الملاحظات المحلية الحديثة.
بالإضافة إلى ذلك، يمكن للبيانات التي تم جمعها أن تلقي ضوءًا جديدًا على تفاعلات المادة المظلمة والباريون (التفاعلات غير الجاذبية بين المادة المظلمة والمادة العادية) وتعميق فهمنا لفيزياء الكون المبكر.
وهذا ما يسمى "العصر المظلم" هو واحد من آخر الحدود غير المستكشفة في علم الكونيات الرصدي. توفر الفترة التي سبقت ولادة النجوم رؤى أصلية حول تكوين البنية الكونية، وطبيعة المادة المظلمة، وتطور الكون المبكر.
وقال البروفيسور ديفيد بيكون، الباحث في CosmoCube، من جامعة بورتسموث: "تسافر موجات الراديو هذه مسافات لا تصدق، وهي الآن تحمل أيضًا معلومات حول تاريخ الكون". "الخطوة التالية هي الذهاب إلى الجانب الأكثر هدوءًا من القمر وتلقي الرسالة."
يتم دعم Cosmo Cube من قبل البرنامج العلمي الثنائي التابع لوكالة الفضاء البريطانية ويتم تطويره من قبل اتحاد دولي بقيادة المملكة المتحدة مع باحثين من جامعات كامبريدج وبورتسموث وSTFC RAL Space.
يجري حاليًا تطوير الأدوات على قدم وساق، مع وجود نماذج أولية مختبرية وظيفية واختبارات بيئية جارية، بالإضافة إلى التعاون الرئيسي مع شركاء الصناعة مثل SSTL Ltd لتطوير منصات الفضاء ومفاهيم المهام.
ويخطط فريق المشروع لخارطة طريق إطلاق مدتها أربع إلى خمس سنوات بهدف الوصول إلى مدار القمر بحلول عام 2020.
تم تجميعها من / scitechdaily