أصبح المدار الأرضي المنخفض مزدحمًا بشكل متزايد بالأقمار الصناعية، وهي تمحو رؤيتنا للكون بهدوء.
يوجد حاليًا أكثر من 14000 منها في المدار، وهو رقم يتزايد بسرعة. هذه مشكلة حقيقية لعلماء الفلك.
إن ما يسمى بالتلوث الضوئي الناجم عن الأقمار الصناعية يتداخل بالفعل مع عدد كبير من الصور التي تلتقطها المراصد على الأرض، ومع التخطيط لإطلاق آلاف الأقمار الصناعية الأخرى في مدار أرضي منخفض، فإن المشكلة سوف تزداد سوءا.
يقول عالم الفيزياء الفلكية أستا شاتورفيدي من جامعة ساري: “إن السماء ليلاً هي واحدة من أقدم نوافذ البشرية على الكون”.
“ولكن أصبح من الصعب على نحو متزايد رؤية الأشياء.”
يعتقد شاتورفيدي وفريق من الباحثين في المملكة المتحدة أنه قد يكون لديهم الجواب: فانتابلاك 310، وهي تركيبة محددة من واحدة من أكثر المواد سوادًا التي تم تطويرها على الإطلاق، والمخصصة للاستخدام في المركبات الفضائية.
وفي الاختبارات المعملية، كان طلاء الأقمار الصناعية بمادة Vantablack 310 يعني أن 2% فقط من الضوء الوارد ينعكس.
يقول تشاتورفيدي: “تُظهر نتائجنا أن الخيارات المادية البسيطة نسبيًا يمكن أن تُحدث فرقًا ذا معنى في كيفية تأثير الأقمار الصناعية على عمليات الرصد الفلكية دون الحاجة إلى تغييرات كبيرة في تصميم المهمة”.
استخدم الباحثون نماذج فيزيائية لاختبار أداء الطلاء الأسود في نقاط مختلفة في المدار، على سبيل المثال، يكون القمر الصناعي اللامع أكثر انعكاسًا على الثلج منه فوق المحيط المفتوح.
في أقصى درجات انعكاسه، سجل القمر الصناعي Vantablack 310 ما بين 6.7 و7.0 على مقياس الحجم AB (تشير القيم الأقل إلى سطوع أكبر).
وقد أنتجت العديد من المدارات التي تمت محاكاتها نتائج أعلى من ذلك بكثير، حيث وصلت القيم إلى 7.1 إلى 7.8.
وهذا الرقم الأسوأ وهو 6.7 هو أقل بقليل من عتبة 7 لسطوع الأقمار الصناعية والأجسام المدارية التي أوصى بها الاتحاد الفلكي الدولي.
كما أنها أفضل بكثير من قوة 3.7 التي سجلها قمر صناعي SpaceX غير مطلي اختبره الباحثون.
ومن الجدير بالذكر أن SpaceX قامت أيضًا باختبار طرق لتقليل سطوع الأقمار الصناعية تحت اسم DarkSat وVisorSat. أثبت Vantablack 310 أنه مشابه لهذه الأجهزة أو أفضل منها أيضًا.
كتب الباحثون في ورقتهم المنشورة: “في ظل افتراضات هندسية ومساحية متطابقة، ينتج السطح المطلي قيم ذروة سطوع أضعف من تلك المذكورة في هيكل Starlink غير المطلي، ويمكن مقارنتها أو أكثر خفوتًا من متغيرات DarkSat وVisorSat”.
بالإضافة إلى ذلك، استخدم الفريق مجهرًا إلكترونيًا لمعرفة كيفية تأثير الطلاء شديد السواد على القمر الصناعي المعالج.
ووجدوا أنها خلقت “ملامح تشبه المرجان مع انخفاضات تشبه التجويف”، وهو دليل على الخصائص الفيزيائية التي تقوم بمحاصرة الضوء.
تحت المجهر الإلكتروني الماسح، يتمتع فانتابلاك 310 بمظهر “يشبه المرجان”. (شاتورفيدي وآخرون، الاثنين. لا. آر أسترون. شركة نفط الجنوب.، 2026)
يعتبر Vantablack 310 نسخة جديدة نسبيًا من المادة الأصلية، وقد تم تصميمه ليكون أسهل في التطبيق وأكثر صلابة في الارتداء – على الرغم من أن كل هذا، كما يشير الباحثون، لا يزال بحاجة إلى الاختبار في الفضاء.
وكتب الباحثون “نؤكد أن هذه الدراسة تتناول الأداء البصري فقط”.
“يتطلب السلوك الحراري على مستوى المركبة الفضائية، والمتانة البيئية، وتكامل النظام اختبارًا مخصصًا للفراغ الحراري والتحقق من صحة المدار، وبالتالي فهي خارج نطاق هذا العمل.”
هناك المزيد من التجارب قيد التنفيذ بالفعل، ومن المقرر استخدام Vantablack 310 في مهمة CubeSat القادمة التي تسمى Jovian-1. سيسمح هذا للباحثين بأخذ قياسات سطوع حقيقية من الأرض أثناء وجود القمر الصناعي في مداره.
إذا كنا سنعتمد بشكل متزايد على هذه الأقمار الصناعية LEO لأنظمة الاتصالات (وربما حتى مراكز بيانات الذكاء الاصطناعي)، فلا ينبغي أن يأتي ذلك على حساب القدرة على الحصول على رؤية كاملة للسماء ليلاً.
تظهر هذه الاختبارات الأولية أن Vantablack 310 يمكن أن يساعد – حتى لو كنا لا نزال بحاجة إلى حل مختلف لمشكلة الحطام الفضائي.
متعلق ب: لقد وجد العلماء للتو طريقة لاكتشاف الأسلحة النووية في الفضاء
تقول عالمة الفيزياء الفلكية نويليا نويل من جامعة سري: “أصبح الفضاء مزدحمًا بشكل متزايد، مما يخلق تحديات ليس فقط لعلماء الفلك، بل أيضًا لكل من يقدر سماء الليل البكر”.
“الأمر المشجع في هذا البحث هو أنه ينقلنا إلى ما هو أبعد من مجرد تحديد المشكلة نحو تطوير حلول عملية قائمة على الأدلة.”
وقد تم نشر البحث في الإشعارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية.
تم التحقق من صحة هذه المقالة بواسطة مايكل إيرفينغ وحررت بواسطة ريبيكا داير. وبينما نفخر بعمليتنا، فإننا بشر فقط. إذا اكتشفت خطأ، يرجى إعلامنا بذلك.
يتم كتابة قصص ScienceAlert والتحقق من صحتها وتحريرها بواسطة البشر، ولم يتم إنشاؤها بواسطة الذكاء الاصطناعي أبدًا. لا تفوت أي قصة، اشترك هنا.
