ناسا از نور ماه برای افزایش دقت ماهواره‌ها استفاده می‌کند

ناسا سعی دارد تا نور ماه را برای افزایش دقت ماهواره‌های خود به کار بگیرد.
به گزارش واحد خبر مرکز مطالعات و پژوهش های فلکی نجومی به نقل از isna و ناسا، ماموریت موسوم به "air-LUSI" ناسا، از ۱۲ تا ۱۶ مارس با هواپیمای "ER-2" این آژانس فضایی پرواز کرد تا میزان نور منعکس‌شده از ماه را به دقت اندازه‌گیری کند. نور منعکس‌شده از ماه، منبع ثابتی از نور است که پژوهشگران از آن برای بهبود دقت و ثبات اندازه‌گیری‌ها توسط ماهواره‌های رصد زمین استفاده می‌کنند.
"کوین تورپی"(Kevin Turpie)، استاد "دانشگاه مریلند در کالج پارک"(UMD) و پژوهشگر ارشد پروژه air-LUSI گفت: ماه بسیار پایدار است و تا اندازه زیادی تحت تأثیر عوامل روی زمین مانند آب و هوا قرار ندارد. این یک منبع بسیار خوب است؛ یک معیار مستقل که با آن می‌توانیم دستگاه‌های خود را تنظیم کنیم و ببینیم چه اتفاقی در سیاره ما رخ می‌دهد.
پروازهای air-LUSI، بخشی از تلاش‌های اعتبارسنجی ماهواره‌ای ناسا به شمار می‌روند. نتایج به دست آمده به همراه یکدیگر، مجموعه‌ای قوی از داده‌ها را برای ماهواره‌های در حال گردش فراهم می‌کنند.
ناسا بیش از ۲۰ ماهواره رصد زمین دارد که دیدگاهی جهانی از سیستم به هم پیوسته زمین را برای پژوهشگران فراهم می‌کند. بسیاری از این ماهواره‌ها، امواج نور منعکس‌شده، پراکنده، جذب‌شده یا ساطع‌شده از سطح، آب و جو زمین را اندازه‌گیری می‌کنند. این نورها شامل نور مرئی است که انسان می‌بیند و همچنین، طول موج‌های نامرئی فرابنفش و مادون قرمز میان آنها را شامل می‌شود.
ماهواره‌های جداگانه باید مانند آلات موسیقی در یک ارکستر، با یکدیگر هماهنگ باشند تا پژوهشگران بتوانند بیشترین بهره را از داده‌های آنها ببرند. پژوهشگران با استفاده از ماه به عنوان یک دستگاه تنظیم‌کننده می‌توانند به راحتی داده‌های به دست آمده از ماهواره‌های گوناگون را برای بررسی تغییرات جهانی در دوره‌های زمانی طولانی مقایسه کنند.
اینجاست که air-LUSI وارد عمل می‌شود. air-LUSI که با مشارکت "موسسه ملی استاندارد و فناوری"(NIST)، "سازمان زمین‌شناسی آمریکا"(USGS) و "دانشگاه مک‌مستر"(McMaster University) توسعه یافته، تلسکوپی است که میزان انعکاس نور از سطح ماه را اندازه‌گیری می‌کند تا میزان انرژی را که ماهواره‌های رصد زمین از نور ماه دریافت می‌کنند، مورد ارزیابی قرار دهد. air-LUSI روی هواپیمای ER-2 سوار شد که توسط "مرکز تحقیقات پرواز آرمسترانگ"(AFRC) ناسا در کالیفرنیا مدیریت می‌شود.
ER-2، یک هواپیما برای پرواز در ارتفاع بالا است که می تواند نور منعکس‌شده خورشید را پراکنده یا جذب کند. این کار به air-LUSI امکان داد تا اندازه‌گیری‌های بسیار دقیق و قابل ردیابی موسسه ملی استاندارد و فناوری را انجام دهد که مشابه محاسباتی است که یک ماهواره از مدار زمین انجام می‌دهد. به منظور بهبود دقت مدل‌های انعکاس ماه، اندازه‌گیری‌های air-LUSI دقیق هستند و عدم قطعیت آنها کمتر از یک درصد است. air-LUSI طی پروازهای ماه مارس، ماه را به مدت چهار شب درست پیش از ماه کامل بررسی کرد.
این روش هوابرد می‌تواند نور ماه را در حالت‌های گوناگون ماه بررسی کند و در عین حال می‌تواند دستگاه را بین پروازها برای ارزیابی، نگهداری و در صورت لزوم تعمیر بازگرداند.
بهبودی به منظور دقت بالاتر
طیف‌سنج air-LUSI در محفظه‌ای بسته شده است که دستگاه را دائما در دما و فشار نگه می‌دارد. نور جمع‌آوری‌شده توسط تلسکوپ به یک کره یکپارچه وارد می‌شود که نور را به طیف‌سنج هدایت می‌کند. طیف‌سنج، دستگاهی است که واریانس امواج نور را اندازه‌گیری می‌کند. Air-LUSI نخستین بار در نوامبر سال ۲۰۱۹ پروازهای مشابهی داشت. گروه air-LUSI از آن زمان، به بهبود دقت ابزار ادامه داده است.
این گروه پژوهشی، مانیتور داخلی را بهبود بخشیدند تا بتواند دقت ابزار را در طیف وسیع‌تری از طول موج‌ها، از اشعه ماوراءبنفش گرفته تا مادون قرمز نزدیک بررسی کند. همچنین، آنها توانستند کره یکپارچه را دوباره طراحی کنند تا اثرات کوچک تغییر دما حذف شود. تورپی گفت: این کار به دستگاه کمک می‌کند تا اندازه‌گیری‌هایی را با دقت بیش از ۹۹ درصد انجام دهد.
ایجاد این تغییرات، چالش‌برانگیز بود. تأخیرهای ناشی از بیماری همه‌گیر کووید-۱۹ باعث شد مهندس ارشد که روی به‌روزرسانی و تعمیر دستگاه کار می‌کرد، یک برنامه کاری جدید از راه دور تهیه کند. هم او و هم بازرس اصلی، مجوز ویژه‌ای را دریافت کردند تا قطعاتی را به خانه ببرند؛ بدین ترتیب توانستند روی دستگاه کار کنند و برای پروازهای سال ۲۰۲۲ آماده شوند.
استفاده از ماه به عنوان یک استاندارد متداول
داده‌های به دست آمده در سال‌های ۲۰۱۹ و ۲۰۲۲ به همراه یکدیگر می‌توانند به دانشمندان کمک کنند تا داده‌های ماهواره‌ای رصد زمین در محدوده طیف فرابنفش تا مادون قرمز نزدیک را منسجم‌تر کنند. علاوه بر این، استاندارد رایج ماه، مقایسه و تنظیم کردن دقیق مشاهدات ماهواره‌ای کنونی و آینده را آسان‌تر می‌کند.
ماموریت موسوم به "PACE" ناسا، استفاده از ماه را به عنوان یک معیار متداول در نظر دارد تا مشاهدات دقیق‌تری را ارائه دهد که با بررسی‌های ماهواره‌ای زمین مطابقت دارند. طی دهه پیش رو، PACE و ماموریت‌های آینده ناسا می‌توانند به ایجاد یک تصویر منسجم از سیاره ما کمک کنند.
تورپی اضافه کرد: داشتن یک منبع مشترک در خارج از زمین به ما کمک می‌کند تا به این هدف برسیم. با کمک اندازه‌گیری‌های air-LUSI می‌توانیم اندازه‌گیری‌های دقیق‌تری از زمین را با استفاده از رصدخانه‌های کنونی و آینده انجام دهیم.