علماء يتوصلون لطريقة لتحديد أماكن المخلفات الفضائية بدقة في مدار الأرض

حسّن باحثون صينيون دقة رصد المخلفات الفضائية في مدار الأرض، ما يوفر طريقة أكثر فعالية لتحديد طرق آمنة للمركبات الفضائية، وعلى الرغم من أن مدار الأرض ليس خطرًا بالدرجة ذاتها، فبعد أكثر من نصف قرن من النشاط الفضائي أنتجت التصادمات بين المحركات منتهية الصلاحية والمركبات الفضائية المفككة مخلفات فضائية، وعلى المركبات الفضائية الحالية والمستقبلية تجنبها، وذلك بحسب موقع مرصد المستقبل الإماراتى.

وطور العلماء أنظمة لتحديد مواقع تلك المخلفات، ولكن تبين أن تتبعها صعب جدًا، إذ تبدو كنقاط سريعة الحركة. وحسّنت مجموعة فريدة من الخوارزميات المخصصة لتلسكوبات تحديد المدى الليزري معدل إيجاد المخلفات الفضائية بصورة كبيرة، وفقًا لدورية ليزر آبليكيشنز، وقال تيانمينج ما من الأكاديمية الصينية للمسح ورسم الخرائط في جامعة بكين ولياونينج التقنية في فوشين "يتيح تحسين دقة تحديد التلسكوب باستخدام شبكة عصبونية تحديد أمكنة المخلفات الفضائية بمساحة مقطعية مقدارها متر واحد، ومسافة 1,500 كيلومتر".

وتستخدم تقنية تحديد المدى الليزري انعكاسات الليزر عن الأجسام لقياس المسافات، لكن إشارة الصدى المنعكسة عن سطح المخلفات الفضائية ضعيفة جدًا، ما يقلل من دقتها، ولم تتح الطرائق السابقة تحسين دقة الليزر في تحديد أماكن المخلفات إلى مستوى أفضل من كيلومتر واحد.

تفوق واضح

اقتُرح استخدام الشبكات العصبونية، وهي الخوارزميات المصممة لمحاكاة المدخلات الحسية للدماغ البشري وقدرته على المعالجة وإنتاج المخرجات، في تقنيات تحديد المدى الليزري سابقًا، ولكن كانت هذه المرة الأولى التي حسنت فيها الشبكة العصبونية دقة توجيه تلسكوب تحديد المدى الليزري بهذه الصورة الملحوظة.

ودرب تيانمينج ما وزملاؤه شبكة انتشار خلفي عصبونية لرصد المخلفات الفضائية باستخدام خوارزميتي تصحيح. وحسنت الخوارزمية الجينية وخوازمية لفنبرج-ماركوارت عتبات الشبكة العصبونية لرصد المخلفات الفضائية، لضمان ألا تكون الشبكة حساسة جدًا، ويمكن تدريبها على مناطق محددة من الفضاء. وأظهر الفريق هذه الدقة المُحسّنة باختبارها ومقارنتها مع ثلاث طرائق تقليدية في محطة تلسكوبات بكين فانجشين لتحديد المدى الليزري.

واستُخدمت بيانات رصد 95 نجم لحل معاملات خوارزمية كل طريقة، وقُيمت دقة رصد 22 نجم آخر. وأكدت النتائج أن خوارزميات تصحيح التوجيه الجديدة أدق من كل الخوارزميات السابقة، وأنها سهلة الاستخدام، وتقدم أداء جيدًا في العمليات الفورية، ويهدف تيانمينج ما إلى تحسين هذه التقنية، وقال «تدعم معرفة مدارات المخلفات الفضائية بدقة التشغيل الآمن للمركبات الفضائية في المدار بفعالية.»