مقدمة
إكسبلورر 17 (Explorer 17)، المعروف أيضًا باسم مستكشف الغلاف الجوي-أ (Atmosphere Explorer-A (AE-A)) و S6، كان قمرًا صناعيًا تابعًا لوكالة ناسا، تم إطلاقه من كيب كانافيرال من مجمع الإطلاق 17B (LC-17B). كان الهدف الأساسي من هذه المهمة هو دراسة تركيبة وكثافة ودرجة حرارة الغلاف الجوي العلوي للأرض. وقد ساهمت البيانات التي جمعها إكسبلورر 17 بشكل كبير في فهمنا للغلاف الجوي وتفاعلاته مع الفضاء.
أهداف المهمة
تم تصميم مهمة إكسبلورر 17 لتحقيق عدة أهداف علمية رئيسية، بما في ذلك:
- قياس تركيبة الغلاف الجوي العلوي: تحديد أنواع الغازات الموجودة في الغلاف الجوي العلوي وتحديد نسبها المختلفة.
- قياس كثافة الغلاف الجوي: تحديد كثافة الغلاف الجوي العلوي على ارتفاعات مختلفة، مما يساعد على فهم سلوكه الديناميكي.
- قياس درجة حرارة الغلاف الجوي: تحديد درجة حرارة الغلاف الجوي العلوي على ارتفاعات مختلفة، مما يساعد على فهم العمليات الحرارية التي تحدث فيه.
- دراسة التغيرات في الغلاف الجوي: مراقبة التغيرات التي تحدث في الغلاف الجوي العلوي بمرور الوقت، بما في ذلك التغيرات الموسمية والتغيرات الناتجة عن النشاط الشمسي.
من خلال تحقيق هذه الأهداف، ساهم إكسبلورر 17 في فهمنا الشامل للغلاف الجوي العلوي وتأثيراته على البيئة الفضائية القريبة من الأرض.
تصميم القمر الصناعي والأجهزة العلمية
تم تصميم إكسبلورر 17 كقمر صناعي أسطواني الشكل يبلغ قطره حوالي 91 سم وطوله حوالي 97 سم. تم تزويد القمر الصناعي بمجموعة متنوعة من الأجهزة العلمية المصممة لقياس خصائص الغلاف الجوي العلوي. وشملت هذه الأجهزة:
- مقياس الطيف الكتلي: لقياس تركيبة الغلاف الجوي عن طريق تحديد أنواع الغازات الموجودة ونسبها المختلفة.
- مقياس الكثافة: لقياس كثافة الغلاف الجوي عن طريق تحديد مقاومة الهواء التي يتعرض لها القمر الصناعي أثناء حركته.
- مقياس درجة الحرارة: لقياس درجة حرارة الغلاف الجوي عن طريق قياس الإشعاع الحراري المنبعث منه.
- مقياس الضغط: لقياس الضغط الجوي على ارتفاعات مختلفة.
تم تصميم هذه الأجهزة لتقديم بيانات دقيقة وموثوقة حول خصائص الغلاف الجوي العلوي، مما ساهم في تحقيق أهداف المهمة.
الإطلاق والمدار
تم إطلاق إكسبلورر 17 في 3 أبريل 1963، من مجمع الإطلاق 17B (LC-17B) في كيب كانافيرال، فلوريدا، باستخدام صاروخ دلتا. تم وضع القمر الصناعي في مدار بيضاوي الشكل حول الأرض، بمتوسط ارتفاع يبلغ حوالي 260 كيلومترًا. سمح هذا المدار للقمر الصناعي بجمع البيانات من مجموعة واسعة من الارتفاعات في الغلاف الجوي العلوي.
بعد الإطلاق، بدأ إكسبلورر 17 في جمع البيانات العلمية ونقلها إلى محطات الاستقبال الأرضية. استمرت المهمة لمدة ثلاثة أشهر تقريبًا، حتى توقف القمر الصناعي عن العمل بسبب استنفاد الطاقة.
النتائج والاكتشافات الرئيسية
قدمت مهمة إكسبلورر 17 العديد من النتائج والاكتشافات الهامة حول الغلاف الجوي العلوي للأرض، بما في ذلك:
- تحديد تركيبة الغلاف الجوي العلوي: تمكن إكسبلورر 17 من تحديد تركيبة الغلاف الجوي العلوي بدقة، بما في ذلك نسب الغازات المختلفة مثل النيتروجين والأكسجين والهيليوم.
- قياس كثافة الغلاف الجوي: تمكن إكسبلورر 17 من قياس كثافة الغلاف الجوي العلوي على ارتفاعات مختلفة، مما ساعد على فهم سلوكه الديناميكي.
- قياس درجة حرارة الغلاف الجوي: تمكن إكسبلورر 17 من قياس درجة حرارة الغلاف الجوي العلوي على ارتفاعات مختلفة، مما ساعد على فهم العمليات الحرارية التي تحدث فيه.
- دراسة التغيرات في الغلاف الجوي: تمكن إكسبلورر 17 من مراقبة التغيرات التي تحدث في الغلاف الجوي العلوي بمرور الوقت، بما في ذلك التغيرات الموسمية والتغيرات الناتجة عن النشاط الشمسي.
ساهمت هذه النتائج والاكتشافات بشكل كبير في فهمنا الشامل للغلاف الجوي العلوي وتأثيراته على البيئة الفضائية القريبة من الأرض.
الأثر العلمي والإرث
كان لمهمة إكسبلورر 17 أثر كبير على علم الغلاف الجوي والفيزياء الفضائية. فقد ساهمت البيانات التي جمعها القمر الصناعي في تطوير نماذج أكثر دقة للغلاف الجوي العلوي، مما ساعد على تحسين التنبؤات الجوية والفهم الأفضل لتفاعلات الغلاف الجوي مع الفضاء.
بالإضافة إلى ذلك، مهدت مهمة إكسبلورر 17 الطريق لمزيد من المهمات الفضائية التي تهدف إلى دراسة الغلاف الجوي والكواكب الأخرى. فقد وفرت الخبرة والمعرفة المكتسبة من هذه المهمة أساسًا قويًا لتصميم وتطوير المهمات المستقبلية.
يعتبر إكسبلورر 17 علامة فارقة في تاريخ استكشاف الفضاء، حيث ساهم في توسيع فهمنا للغلاف الجوي وتأثيراته على كوكبنا.
التحديات والصعوبات
واجهت مهمة إكسبلورر 17 العديد من التحديات والصعوبات، بما في ذلك:
- التصميم والتطوير: كان تصميم وتطوير الأجهزة العلمية اللازمة لقياس خصائص الغلاف الجوي العلوي مهمة صعبة، حيث تطلب ذلك استخدام تقنيات متطورة ومواد خاصة.
- الإطلاق والمدار: كان إطلاق القمر الصناعي ووضعه في المدار المطلوب مهمة معقدة، حيث تطلبت ذلك استخدام صاروخ قوي ونظام تحكم دقيق.
- جمع البيانات ونقلها: كان جمع البيانات العلمية ونقلها إلى محطات الاستقبال الأرضية مهمة صعبة، حيث تطلبت ذلك استخدام أنظمة اتصالات موثوقة وهوائيات قوية.
- تحليل البيانات وتفسيرها: كان تحليل البيانات العلمية وتفسيرها مهمة معقدة، حيث تطلبت ذلك استخدام نماذج رياضية متطورة ومعرفة متخصصة بعلم الغلاف الجوي.
على الرغم من هذه التحديات والصعوبات، تمكن فريق مهمة إكسبلورر 17 من تحقيق أهداف المهمة بنجاح، مما يدل على قدرتهم وكفاءتهم.
التعاون الدولي
على الرغم من أن إكسبلورر 17 كان مشروعًا تابعًا لوكالة ناسا الأمريكية، إلا أنه استفاد من التعاون الدولي في بعض جوانب المهمة. فقد شارك علماء ومهندسون من دول أخرى في تحليل البيانات وتفسيرها، مما ساهم في تحقيق فهم أعمق للغلاف الجوي.
كما تبادلت وكالة ناسا البيانات والمعلومات مع وكالات فضائية أخرى، مما ساعد على تنسيق الجهود الدولية في مجال استكشاف الفضاء.
الخلاصة
كان إكسبلورر 17 مهمة فضائية ناجحة ساهمت بشكل كبير في فهمنا للغلاف الجوي العلوي للأرض. من خلال قياس تركيبة وكثافة ودرجة حرارة الغلاف الجوي، قدمت هذه المهمة رؤى قيمة حول العمليات التي تحدث في هذه المنطقة الحيوية من الفضاء القريب من الأرض. مهدت البيانات والخبرات المكتسبة من إكسبلورر 17 الطريق لمزيد من الأبحاث والاستكشاف في مجال علم الغلاف الجوي والفيزياء الفضائية.