توبكس/بوسيدون

📅 آخر تحديث: ٣ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٣ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 5 صور
الموسوعة الحرة

كان مشروع TOPEX/Poseidon مهمة مشتركة بين وكالة ناسا ، وكالة الفضاء الأمريكية، والمركز الوطني للدراسات الفضائية (CNES) ، وكالة الفضاء الفرنسية، لرسم خرائط تضاريس سطح المحيط . أُطلق في 10 أغسطس 1992، وكان أول قمر صناعي رئيسي لأبحاث علوم المحيطات بعد القمر الصناعي Seasat . ساهم TOPEX/Poseidon في إحداث ثورة في علم المحيطات من خلال توفير بيانات كان من المستحيل الحصول عليها سابقًا. وصف عالم المحيطات والتر مونك مشروع TOPEX/Poseidon بأنه "أنجح تجربة محيطية على الإطلاق". [ 2 ] تسبب عطل فني في توقف العمليات الاعتيادية للقمر الصناعي في يناير 2006. [ 3 ]

وصف

قبل إطلاق القمر الصناعي TOPEX/Poseidon، لم يكن لدى العلماء سوى لمحة خاطفة عن محيطات الأرض ككل، وذلك بفضل القمر الصناعي الرائد Seasat الذي لم يدم طويلاً. وقد وفر مقياس الارتفاع الراداري في TOPEX/Poseidon أول تغطية عالمية متواصلة لتضاريس سطح المحيطات. فمن مداره على ارتفاع 1330 كيلومترًا فوق سطح الأرض، قدم TOPEX/Poseidon قياسات لارتفاع سطح 95% من المحيط الخالي من الجليد بدقة تصل إلى 3.3 سنتيمترات. وأدت قياسات القمر الصناعي لتضاريس سطح البحر إلى فهم جديد جذري لدوران المحيطات وتأثيره على المناخ .

هدف

كان أهم إنجازات المهمة تحديد أنماط دوران المحيطات، أي كيفية انتقال الحرارة المخزنة في المحيط من مكان إلى آخر. وبما أن المحيطات تحتفظ بمعظم حرارة الأرض القادمة من الشمس، فإن دورانها يُعدّ قوة دافعة للمناخ. وقد مكّن مشروع TOPEX/Poseidon، ولأول مرة، من مقارنة النماذج الحاسوبية لدوران المحيطات مع الملاحظات العالمية الفعلية، واستخدام هذه البيانات لتحسين التنبؤات المناخية. [ 4 ]

نتائج

رغم أن المهمة الأساسية كانت مُخططة لثلاث سنوات، إلا أن مهمة TOPEX/Poseidon قدّمت بيانات من المدار لأكثر من عشر سنوات. [ 5 ] خلال تلك السنوات، قامت المهمة بما يلي:

  • قياس مستوى سطح البحر بدقة غير مسبوقة
  • رسم خرائط المد والجزر العالمية لأول مرة
  • رصدت تأثيرات التيارات على تغير المناخ العالمي ، وأنتجت أولى الرؤى العالمية للتغيرات الموسمية للتيارات.
  • رصدت خصائص المحيط واسعة النطاق مثل موجات روسبي وكلفن، ودرست ظواهر مثل ظاهرة النينيو ، وظاهرة لا نينا، والتذبذب العشري للمحيط الهادئ
  • تم رسم خرائط التغيرات في التيارات على مستوى الحوض، وتوفير بيانات عالمية للتحقق من صحة نماذج دوران المحيطات.
  • تم رسم خرائط التغيرات السنوية في الحرارة المخزنة في الطبقة العليا من المحيط
  • لقد حسّن ذلك من معرفتنا بمجال جاذبية الأرض
  • رصدت درجة حرارة المحيط والبحار الرئيسية على مدى عشر سنوات

أُطلق القمر الصناعي TOPEX/Poseidon باستخدام صاروخ الإطلاق Ariane 42P ، إلى جانب قمر Kitsat-1 التابع للمعهد الكوري للتكنولوجيا وقمر S80/T الفرنسي. انطلق الصاروخ من كورو في غويانا الفرنسية في 10 أغسطس 1992. بلغت كتلة القمر الصناعي عند الإطلاق 2402 كيلوغرامًا (5296 رطلًا) . [ 6 ] سُميت المهمة تيمنًا بتجربة تضاريس المحيطات (TOPEX) وإله المحيطات اليوناني بوسيدون . 

في أكتوبر 2005 وبعد أكثر من 62000 مدار، توقف القمر الصناعي TOPEX/Poseidon عن تقديم البيانات العلمية بعد عطل في عجلة الزخم ، وتم إيقاف تشغيل القمر الصناعي في 18 يناير 2006. [ 3 ]

استخدام النتائج

خضعت بيانات مشروع TOPEX/Poseidon لأكثر من 2100 منشور بحثي. [ 3 ] تشمل بعض المجالات التي تُستخدم فيها هذه البيانات ما يلي: [ 7 ]

  • أبحاث المناخ
  • أبحاث الشعاب المرجانية
  • توقعات ظاهرة النينيو والنينيا
  • إدارة مصايد الأسماك
  • التنبؤ بالأعاصير
  • أبحاث الثدييات البحرية
  • الصناعات البحرية
  • توجيه السفن

تستمر القياسات

أُطلقت مهمة Jason-1 ، وهي المهمة اللاحقة لمهمة TOPEX/Poseidon ، [ 8 ] في عام 2001 لمواصلة القياسات الجارية لتضاريس سطح البحر. وقد حلّق القمران الصناعيان، TOPEX/Poseidon وJason-1، في مهمة متزامنة لمدة ثلاث سنوات، مما وفّر تغطية لسطح البحر ضعف ما يمكن رصده بواسطة قمر صناعي واحد، ومكّن العلماء من دراسة معالم أصغر مما يمكن رصده بواسطة قمر صناعي واحد.

يستمر تسجيل ارتفاع سطح البحر العالمي الذي بدأه كل من TOPEX/Poseidon و Jason-1 في المستقبل مع مهمة قياس تضاريس سطح المحيط على متن القمر الصناعي Jason-2 ، الذي تم إطلاقه في يونيو 2008. [ 9 ] تم إطلاق مهمة Jason -3 في 17 يناير 2016. [ 10 ] [ 11 ]

الآلات الموسيقية

حملت مركبة TOPEX/Poseidon مقياسين للارتفاع على متنها يشتركان في نفس الهوائي ، ولكن لم يتم تشغيل سوى مقياس ارتفاع واحد في أي وقت، مع إعطاء الأفضلية لمقياس TOPEX (بمعدل 9 من 10 دورات خلال السنوات العشر الأولى من المهمة).

يتم تحديد ارتفاع المحيط بدقة من خلال تحديد الارتفاع الدقيق للمركبة الفضائية فوق مركز الأرض أولاً.

بالإضافة إلى أجهزة قياس الارتفاع، تم استخدام مقياس الإشعاع الميكروي TOPEX (TMR) الذي يعمل بترددات 18 و21 و37  جيجاهرتز لتصحيح تأخير المسار الرطب للغلاف الجوي.

زُوّد القمر الصناعي أيضاً بأجهزة لتحديد موقعه بدقة. ويُعدّ تحديد المدار بدقة أمراً بالغ الأهمية، لأنّ أي خطأ في تحديد موقع المركبة الفضائية سيؤدي إلى تشويه قياس مستوى سطح البحر المحسوب من قراءات مقياس الارتفاع.

حددت ثلاثة أنظمة تتبع مستقلة موقع المركبة الفضائية. أولها، مصفوفة عاكسات الليزر التابعة لناسا (LRA)، التي تعكس أشعة الليزر من شبكة تضم ما بين 10 إلى 15 محطة أرضية لقياس المسافة بالليزر في ظروف السماء الصافية. أما النظام الثاني، والمخصص للتتبع العالمي في جميع الأحوال الجوية، فقد وفره جهاز استقبال نظام التتبع المتكامل لتحديد المواقع الراديوية وتحديد المدارات بتقنية دوبلر التابع للمركز الوطني للدراسات الفضائية (CNES) ( DORIS ). يستخدم هذا الجهاز تقنيات دوبلر الميكروية (تغيرات في الترددات الراديوية تتوافق مع السرعة النسبية) لتتبع المركبة الفضائية. يتكون نظام DORIS من جهاز استقبال مثبت على متن المركبة وشبكة عالمية تضم ما بين 40 إلى 50 محطة إرسال أرضية.

استخدم النظام الثالث جهاز استقبال تجريبيًا لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) مثبتًا على متن المركبة الفضائية لتحديد موقع القمر الصناعي بدقة وبشكل مستمر، وذلك من خلال تحليل الإشارات الواردة من كوكبة أقمار GPS التابعة للقوات الجوية الأمريكية والتي تدور حول الأرض. وكانت مهمة TOPEX/Poseidon أول مهمة تُثبت إمكانية استخدام نظام تحديد المواقع العالمي لتحديد الموقع الدقيق للمركبة الفضائية وتتبعها في مدارها.  وكان معرفة الموقع الدقيق للقمر الصناعي بدقة تصل إلى سنتيمترين (أقل من بوصة واحدة) في الارتفاع عنصرًا أساسيًا في إمكانية إجراء قياسات دقيقة لارتفاع سطح المحيط.

تستخدم العديد من الأقمار الصناعية (انظر الروابط) أجهزة قياس الارتفاع الرادارية ثنائية النطاق لقياس الارتفاع من المركبة الفضائية . يُمكّن هذا القياس، بالإضافة إلى بيانات المدار (ربما من نظام تحديد المواقع العالمي GPS )، من تحديد التضاريس . يسمح طولا الموجتين الراديويتين لجهاز قياس الارتفاع بتصحيح التأخيرات المتفاوتة في طبقة الأيونوسفير تلقائيًا .

انظر أيضاً

مراجع

  1. 1 2 3 4 5 "TOPEX/Poseidon" . خدمة تحديد المدى بالليزر الدولية .
  2. ↑ مونك، دبليو: شهادة أمام اللجنة الأمريكية المعنية بسياسة المحيطات، أبريل 2002، http://govinfo.library.unt.edu/oceancommission/meetings/apr18_19_02/munk_statement.pdf
  3. 1 2 3 "انتهاء مهمة ناسا لدراسة المحيطات توبكس/بوسيدون" . nasa.gov . 6 يناير 2006. تم الاطلاع عليه في 4 أغسطس 2025 .
  4. ↑ "توبكس/بوسيدون يبحر نحو الغروب" . ناسا/مختبر الدفع النفاث. مؤرشف من الأصل بتاريخ 20 سبتمبر 2008. تم الاطلاع عليه بتاريخ 30 يونيو 2008 .
  5. ↑ "تضاريس سطح المحيط من الفضاء" . ناسا/مختبر الدفع النفاث. مؤرشف من الأصل بتاريخ 23-10-2001.
  6. ↑ "Topex/Poseidon - NSSDC ID: 1992-052A" . NASA.
  7. ↑ "تضاريس سطح المحيط من الفضاء" . ناسا/مختبر الدفع النفاث. مؤرشف من الأصل بتاريخ 30-12-2001.
  8. ↑ "تضاريس سطح المحيط من الفضاء" . ناسا/مختبر الدفع النفاث. مؤرشف من الأصل بتاريخ 11-10-2001.
  9. ↑ "ناسا تطلق قمراً صناعياً للمحيطات لمراقبة الطقس والمناخ" . ناسا. مؤرشف من الأصل بتاريخ 9 نوفمبر 2020. تم الاطلاع عليه بتاريخ 20 يونيو 2008 .
  10. ↑ "ورشة عمل استراتيجية حول كوكبة تضاريس سطح المحيط (OST) التابعة لبرنامج CEOS" . يومتسات. مؤرشفة من الأصل في 14 نوفمبر 2008.
  11. ↑ "جيسون-3" . مختبر الدفع النفاث التابع لناسا. مؤرشف من الأصل بتاريخ 13-08-2011.