إقليدس (تلسكوب فضائي)

إقليد هو تلسكوب فضائي واسع الزاوية مزود بكاميرا بدقة 600 ميجابكسل لتسجيل الضوء المرئي ، ومطياف للأشعة تحت الحمراء القريبة ، ومقياس ضوئي لتحديد الانزياح الأحمر للمجرات المكتشفة . طُوّر هذا التلسكوب من قِبل وكالة الفضاء الأوروبية (ESA) وائتلاف إقليد، وأُطلق في 1 يوليو 2023 من كيب كانافيرال في فلوريدا. ^{[ 10 ] [ 11 ]} سُمّيت المهمة تيمّنًا بالرياضي اليوناني القديم إقليد .

بعد شهر تقريبًا، وصل التلسكوب إلى وجهته، وهو مدار هالة حول نقطة لاغرانج الثانية بين الشمس والأرض (L2)، على مسافة متوسطة تبلغ 1.5  مليون كيلومتر خارج مدار الأرض . ومن المقرر أن يبقى التلسكوب عاملًا هناك لمدة ست سنوات على الأقل. يهدف مشروع إقليدس إلى فهم الطاقة المظلمة والمادة المظلمة بشكل أفضل من خلال قياس تسارع تمدد الكون بدقة . سيقيس التلسكوب، من نوع كورش، أشكال المجرات على مسافات متفاوتة من الأرض، وسيدرس العلاقة بين المسافة والانزياح نحو الأحمر .

إقليدس مهمة من الفئة المتوسطة ("الفئة M")، وهي جزء من حملة الرؤية الكونية التابعة لبرنامج العلوم في وكالة الفضاء الأوروبية . تم اختيار إقليدس في أكتوبر 2011 مع سولار أوربيتر . ^{[ 12 ]} أُطلق إقليدس بواسطة صاروخ فالكون 9. ^{[ 13 ] [ 4 ]} في 7 نوفمبر 2023، كشفت وكالة الفضاء الأوروبية عن إقليدس.أولى الصور الملونة بالكامل للكون، والتي توضح إقليدسيمتلك هذا المشروع القدرة على إنشاء أوسع خريطة ثلاثية الأبعاد للكون. ^{[ 14 ] [ 15 ]} في مايو 2024، نشرت مهمة إقليدس التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية صورًا لتجمعات المجرات أبيل 2390 وأبيل 2764، ومنطقة تكوين النجوم مسييه 78 ، والمجرة الحلزونية NGC 6744 ، ومجموعة مجرات دورادو . ^{[ 16 ]}

يستكشف مرصد إقليدس تاريخ تمدد الكون وتكوين بنيته الكونية من خلال قياس الانزياح الأحمر للمجرات حتى قيمة انزياح أحمر تبلغ 2، وهو ما يعادل رؤية 10 مليارات سنة في الماضي. ^{[ 17 ]} ستساعد العلاقة بين أشكال المجرات وانزياحها الأحمر المقابل في توضيح كيفية مساهمة الطاقة المظلمة في تسارع الكون. وتستغل الطرق المستخدمة ظاهرة عدسة الجاذبية ، وقياس التذبذبات الصوتية الباريونية ، وقياس المسافات بين المجرات باستخدام التحليل الطيفي . ^{[ 18 ]}

تُعرف ظاهرة عدسة الجاذبية (أو القصّ الجاذبي) بأنها تغير مسارات أشعة الضوء نتيجة وجود مادة تُعدّل محليًا انحناء الزمكان : إذ ينحرف الضوء المنبعث من المجرات عند مروره بالقرب من مادة تقع على خط الرؤية، مما يشوه الصورة الناتجة. تتكون هذه المادة جزئيًا من مجرات مرئية، ولكن يُفترض نظريًا أنها في معظمها مادة مظلمة . ومن خلال قياس هذا القصّ ، يمكن استنتاج كمية المادة المظلمة، مما يُسهم في فهم كيفية توزيعها في الكون . ^{[ 19 ]}

ستتيح القياسات الطيفية قياس الانزياحات الحمراء للمجرات وتحديد مسافاتها باستخدام قانون هابل . وبهذه الطريقة، يمكن إعادة بناء التوزيع ثلاثي الأبعاد للمجرات في الكون . ^{[ 17 ]}

انطلاقاً من هذه البيانات، يُمكن قياس الخصائص الإحصائية المتعلقة بتوزيع المادة المظلمة والمجرات في آنٍ واحد، وقياس كيفية تغير هذه الخصائص مع ازدياد بُعد الزمن الذي ترصده المركبة الفضائية. ويتطلب الحصول على قياسات دقيقة بما فيه الكفاية صوراً عالية الدقة. ويجب مراعاة أي تشوه متأصل في أجهزة الاستشعار ومعايرته، وإلا ستكون البيانات الناتجة محدودة الفائدة. ^{[ 17 ]}

خلال مهمته الأساسية، المخطط لها لمدة ست سنوات على الأقل، سيرصد تلسكوب إقليدس حوالي 15000  درجة ^مربعة (4.6  ستراديان)، أي ما يقارب ثلث السماء، مع التركيز على الفضاء خارج المجرة (السماء المقابلة لمجرة درب التبانة ). ^{[ 2 ]} وسينتج التلسكوب ما يقارب 100 غيغابايت من البيانات المضغوطة يوميًا طوال فترة مهمته. ^{[ 20 ]} وسيُستكمل المسح برصد إضافي لثلاثة حقول عميقة، بنسبة إشارة إلى ضوضاء أعلى بخمس مرات من المسح الواسع؛ وتغطي هذه الحقول العميقة مساحة 50  درجة ^مربعة (15.2  ملي ستراديان). ^{[ 21 ]} وستُزار هذه الحقول الثلاثة بانتظام طوال مدة المهمة. وستُستخدم كحقول معايرة، ولمراقبة استقرار أداء التلسكوب والأجهزة، بالإضافة إلى إنتاج بيانات علمية من خلال رصد أبعد المجرات والكوازارات في الكون. ^{[ 22 ]} سيتداخل حقلان من الحقول العميقة مع الحقول العميقة للمسوح الحالية ^{[ 23 ]} ويُقترح الحقل العميق الثالث كموقع لأحد حقول الحفر العميق LSST في مرصد فيرا سي روبين . ^{[ 24 ]}

لقياس الانزياح الأحمر الضوئي لكل مجرة ​​بدقة كافية، تعتمد مهمة إقليدس على بيانات ضوئية إضافية يتم الحصول عليها باستخدام أربعة مرشحات على الأقل عند أطوال موجية بصرية. سيتم الحصول على هذه البيانات من تلسكوبات أرضية موزعة في نصفي الكرة الأرضية الشمالي والجنوبي لتغطية كامل مساحة المهمة البالغة 15000  درجة ^{مربعة . [ 25 ] [ 26 ]} إجمالاً، ستحصل كل مجرة ​​من مجرات مهمة إقليدس على معلومات ضوئية باستخدام سبعة مرشحات مختلفة على الأقل تغطي نطاق 460-2000  نانومتر. ^{[ 27 ]}

سيرصد تلسكوب إقليدس حوالي 10 مليارات مصدر فلكي، سيُستخدم مليار منها لدراسة ظاهرة العدسات الجاذبية الضعيفة (لقياس قصّها الجاذبي) ^{[ 28 ]} بدقة تفوق 50 ضعفًا ما كان ممكنًا سابقًا باستخدام التلسكوبات الأرضية. ويقيس إقليدس الانزياحات الطيفية الحمراء لما لا يقل عن 30 مليون جرم سماوي لدراسة تجمعات المجرات .

يتولى استغلال هذه البيانات علميًا اتحادٌ أوروبيٌّ يضم أكثر من 1200 شخص في أكثر من 100 مختبر في 18 دولة (النمسا، بلجيكا، الدنمارك، فنلندا، فرنسا، ألمانيا، إيطاليا، هولندا، النرويج، البرتغال، رومانيا، إسبانيا، سويسرا، المملكة المتحدة، كندا، الولايات المتحدة، واليابان). ^{[ 29 ]} كما يتولى اتحاد إقليدس مسؤولية بناء حمولة أجهزة إقليدس ، وتطوير وتنفيذ محطة إقليدس الأرضية التي ستعالج جميع البيانات التي يجمعها القمر الصناعي. ^{[ 28 ]}

تتلقى المختبرات المساهمة في اتحاد إقليدس التمويل والدعم من وكالات الفضاء الوطنية التابعة لها، والتي تتولى أيضاً المسؤوليات البرنامجية لمساهمتها الوطنية، ومن هيئاتها البحثية الوطنية (وكالات البحث، والمراصد، والجامعات). وبشكل عام، يساهم اتحاد إقليدس بنحو 25% من إجمالي تكلفة ميزانية المهمة حتى اكتمالها. ^{[ 30 ]}

تطلّب الحجم الهائل والتنوع الكبير (الفضاء والأرض، المرئي والأشعة تحت الحمراء القريبة، القياسات المورفومترية ، القياسات الضوئية، والتحليل الطيفي) ومستوى دقة القياسات عناية فائقة وجهداً كبيراً في معالجة البيانات، مما جعلها جزءاً بالغ الأهمية من المهمة. وتُنفق وكالة الفضاء الأوروبية والوكالات الوطنية وائتلاف إقليدس موارد كبيرة لتشكيل فرق من الباحثين والمهندسين في تطوير الخوارزميات والبرمجيات، وإجراءات الاختبار والتحقق، وأرشفة البيانات، وبنى توزيعها التحتية.

إجمالاً، ستقوم تسعة مراكز بيانات علمية موزعة على دول اتحاد إقليد بمعالجة أكثر من 170 بيتابايت من الصور الخام المدخلة على مدى ست سنوات على الأقل، وذلك لتقديم منتجات البيانات (الصور، والفهارس، والأطياف) في ثلاث إصدارات رئيسية من البيانات العامة ضمن نظام الأرشيف العلمي لمهمة إقليد، إلى المجتمع العلمي. ^{[ 31 ] [ 27 ]}

بفضل تغطيتها الواسعة للسماء وقوائمها التي تضم مليارات النجوم والمجرات، تتجاوز القيمة العلمية للبيانات التي جمعتها هذه المهمة نطاق علم الكونيات . ستوفر قاعدة البيانات هذه للمجتمع الفلكي العالمي مصادر وأهدافًا لتلسكوب جيمس ويب الفضائي ومصفوفة أتاكاما المليمترية الكبيرة ، بالإضافة إلى مهمات مستقبلية مثل التلسكوب العملاق للغاية ، وتلسكوب الثلاثين مترًا ، ومصفوفة الكيلومتر المربع ، ومرصد فيرا سي. روبين . ^{[ 32 ]}

اختارت وكالة الفضاء الأوروبية (ESA) الفرع الإيطالي لشركة تاليس ألينيا سبيس لبناء المركبة الفضائية في تورينو . يبلغ طول مركبة إقليدس 4.5 متر، وقطرها 3.1 متر، وكتلتها طنين. ^{[ 3 ]} أما وحدة الحمولة الخاصة بإقليدس، فكانت من مسؤولية الفرع الفرنسي لشركة إيرباص للدفاع والفضاء في تولوز . تتكون هذه الوحدة من تلسكوب كورش بمرآة رئيسية قطرها 1.2 متر، تغطي مساحة 0.91 درجة ^مربعة . ^{[ 33 ] [ 34 ]} 

قدّم اتحاد إقليدس، الذي يضم علماء من 13 دولة أوروبية والولايات المتحدة، كاميرا الضوء المرئي (VIS) ^{[ 7 ]} ومطياف ومقياس ضوئي للأشعة تحت الحمراء القريبة (NISP) ^{[ 8 ]} . وسيعملان معًا على رسم خريطة ثلاثية الأبعاد لتوزيع ما يصل إلى ملياري مجرة ​​موزعة على أكثر من ثلث السماء ^{[ 35 ]} . وستُستخدم هذه الكاميرات ذات التنسيق الكبير لتوصيف الخصائص المورفومترية والضوئية والطيفية للمجرات.

حافلة المركبة الفضائية

تتضمن قاعدة التلسكوب ألواحًا شمسية توفر الطاقة وتُثبّت اتجاهه وتوجيهه بدقة أفضل من 35 ملي ثانية قوسية (170  نانو راديان). كما أن التلسكوب معزول حراريًا لضمان استقراره الحراري وعدم التأثير على محاذاته البصرية.

يستطيع نظام الاتصالات نقل 850 جيجابت يوميًا. ويستخدم نطاق Ka وبروتوكول CCSDS لنقل البيانات العلمية بمعدل 55 ميجابت في الثانية لمدة 4 ساعات يوميًا إلى محطة سيبريروس الأرضية  في إسبانيا، المزودة بطبق قطره 35 مترًا ، وذلك عندما يكون التلسكوب فوق الأفق. تبلغ سعة التخزين الداخلية لتلسكوب إقليدس 4 تيرابت (500 جيجابايت ). ^{[ 38 ]} 

تستضيف وحدة الخدمة (SVM) معظم الأنظمة الفرعية للمركبة الفضائية:

• TT&C – القياس عن بعد والتحكم عن بعد
• نظام التحكم في الاتجاه والمدار (AOCS)
• نظام إدارة البيانات المركزي (CDMS)
• نظام الطاقة الكهربائية (EPS)
• نظام التحكم في رد الفعل (RCS)
• نظام الدفع الصغير (MPS)

يوفر نظام التحكم البصري الموجه (AOCS) توجيهًا مستقرًا بانحراف أقل من 35 مللي ثانية قوسية لكل تعريض بصري. ويتطلب ذلك استقرارًا حراريًا عاليًا لحماية مجموعة التلسكوب من اختلالات المحاذاة البصرية عند هذه الدقة. ^{[ 39 ]}

• 
  يقوم مرصد إقليدس بمسح سماء الليل باستخدام طريقة "الخطوة والتحديق"، حيث يجمع قياسات منفصلة لتشكيل أكبر مسح كوني تم إجراؤه على الإطلاق في نطاق الضوء المرئي والأشعة تحت الحمراء القريبة. ^{[ 58 ]}
• 
  صورة اختبار التشغيل المبكر لجهاز VIS ^{[ 58 ]}
• 
  صورة اختبار التشغيل المبكر لجهاز NISP ^{[ 58 ]}
• 
  صورة اختبار التشغيل المبكر لجهاز NISP في وضع الموشور ^{[ 58 ]}
• 
  منظر إقليدس لسديم رأس الحصان .
• 
  منظر إقليدس لمجموعة مجرات برساوس .
• 
  منظر إقليدس لمجموعة المجرات أبيل 2390 .
• 
  منظر إقليدس للمجرة الحلزونية NGC 6744 .
• 
  منظر إقليدس لمجموعة المجرات أبيل 2764.
• 
  منظر إقليدس لمنطقة تكوين النجوم ميسييه 78 (في المنتصف)، NGC 2071 (في الأعلى) و HH 24-26 (في الأسفل).
• 
  الصور الفسيفسائية والصور المكبرة التي نشرتها مهمة Euclid التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية في 15 أكتوبر 2024 ^{[ 59 ]}
• 
  برنارد 30 مع إقليدس
• 
  المجرة NGC 6505 التي تحتوي على حلقة أينشتاين في مركزها، والتي تم اكتشافها بواسطة إقليدس.
• 
  تُظهر هذه الصورة منطقة من حقل إقليدس العميق الجنوبي. تم تكبير المنطقة 16 مرة مقارنةً بالفسيفساء الكبيرة.
• 
  رؤية إقليدس لانتفاخ مجرة ​​درب التبانة
• 
  تم اكتشاف 31 كوازارًا جديدًا بواسطة مرصد إقليدس (2026).

• الصفحة الرئيسية لإقليد
• مقال إقليدس على بوابة إيوبورتال من وكالة الفضاء الأوروبية

حقول إقليدس العميقة من إصدارات البيانات السريعة 1 و 2 (الربع الأول والربع الثاني) التي يمكن استكشافها على ESASky :

• حقل إقليد العميق الجنوبي
• حقل إقليدس العميق فورناكس
• حقل إقليد العميق الشمالي
• مسح انتفاخ المجرة إقليدس