كيف تصنع خرائط القمر
كيف يتم صنع خرائط القمر
يقوم علماء الكواكب باستخدام مركبة الاستطلاع المدارية Lunar Reconnaissance Orbiter لصياغة خرائط للقمر تلك
الصور
الرائعة والمفصلة للغاية التي تظهر في الكتب المدرسية وعلى الإنترنت وهي في كل مكان لدرجة إنه نادراً ما يخطر ببالنا أن نسأل “كيف تم ذلك؟” رسم الخرائط الجيولوجية للكواكب
كما علمت ليس مجرد نتيجة خوارزميات حاسوبية ذكية ترسم الصور على مجالات سلكية (على الرغم من أن أجهزة
الكمبيوتر
لها مكانها) بدلاً من ذلك تعمل الأيدي البشرية بشق الأنفس على
تنقيح
مثل هذه الخرائط وهذا حسب قول بعض العلماء عن رسم خرائط
القمر
والأجرام السماوية الأخرى.
الخرائط ضخمة
التفاصيل التي تم التقاطها بواسطة Lunar Reconnaissance Orbiter غير عادية فهي قادرة حتى على التركيز على ممرات المشاة القمرية التي تركها رواد فضاء أبولو عندما وضعت
الصين
مركبة على سطح القمر في عام 2013 استخدم علماء الكواكب LRO لتتبع تقدم المسبار لمواجهة الشكوك التي كانت لدى البعض بشأن المعلومات الصادرة عن الحكومة الصينية ومن المؤكد إن مركبة الهبوط Chang’e 3 هبطت وعرفت العربة الجوالة Yutu.
هذا المستوى من التفاصيل يأتي بسعر يمكن أن تكون ملفات الخرائط هائلة وساعة “خرائط عالمية” مائة متر لكل بكسل في حوالي 20 جيجا بايت لملف واحد حيث ظهرت
خريطة
واحدة للقطب الشمالي للقمر فسيفساء مكونة من آلاف الصور المنفصلة بحجم 3.3 تيرابايت (لشريحة صغيرة من القمر) ما هو حجم هذا؟
إذا قمت بطباعة الخريطة فستغطي ملعب كرة قدم ثم تم إنشاء خريطة القطب الشمالي للقمر بمساعدة برنامج يسمى البرنامج المتكامل للصور ومقاييس
الطيف
لقد كان عملاً صعباً وكان على علماء الكواكب التعامل مع تقارب خطوط
الطول
وقضايا الإضاءة المتوطنة في رسم الخرائط كما ثبت إن اتساق الإضاءة على وجه الخصوص يمثل تحدياً ولكنه ضروري لتحقيق الدقة.
الحاجة إلى عقل بشري
تعتبر أجهزة الكمبيوتر رائعة في تجميع الخرائط معاً من مصادر الصور ولكن المنتج الناتج ليس دائماً قابلاً للاستخدام والسبب هو إن أجهزة الكمبيوتر لا ترى الصور يرون قيم البكسل فقط حيث يمكن أحياناً حل مشكلات رسم الخرائط التي قد تعثر أقوى جهاز كمبيوتر في ثوانٍ عن طريق
الدماغ
البشري الذي يتمتع بقدرة خارقة على التعرف على الأشياء غير الصحيحة تماماً،
إن عمل رسم خرائط لكوكب أو كويكب أو قمر هو عمل شاق ويتطلب جهداً دقيقاً ومثالياً من قبل العلماء للحصول على أشياء قابلة للاستخدام في مجال علم الكواكب الأوسع.
مسح الأجرام السماوية ليس مثل Star Trek
يستخدم رسم الخرائط الجيولوجية للعوالم الأخرى أحياناً التحليل الطيفي الفلكي لقياس الإشعاع الكهرومغناطيسي حيث تقوم الأجهزة الموجودة على الأقمار الصناعية والمدار بجمع البيانات من الأجرام السماوية لرسم خرائط لأشياء مثل
المعادن
في الصخور والتربة لتفسير هذه البيانات فعلياً يحتاج العلماء إلى قياسات معملية للمقارنة
والقياسات المختبرية المأخوذة على الأرض لها تحيز لهذا الكوكب لزيادة الدقة حيث يتعين على الجيولوجيين تعديل الظروف ويمكنهم استخدام غرف قادرة على التعامل مع الضغوط ودرجة الحرارة والغلاف الجوي لجعل الأشياء أشبه بالجسم المعني ثم قاموا بإنشاء قاعدة بيانات لقياساتهم لتتطابق مع البيانات التي تم جمعها بواسطة الأدوات الموجودة على مثل هذه الأقمار الصناعية مثل المركبة المدارية لاستطلاع القمر.
إن إنشاء أطياف المختبر هو عمل بطيء ودقيق وهناك الكثير من العمل يتطلب توصيف آلاف المعادن المختلفة التي تم معايرتها على البيانات المأخوذة من المدارات علاوة على ذلك فإن هندسة مشاهدة الأدوات حيث تكون الأداة مقابل مكان وجود الشمس مقابل مكان سطح القمر حيث يمكن أن تخلق اختلافات ويجب على علماء الكواكب تفسير كل هذه المتغيرات.
تتغير أجسام الكواكب كثيراً
يستخدم علماء الكواكب مقياس كثافة الفوهة (عدد الحفر في نطاق حجم معين في منطقة معينة) حتى الآن من منظور نسبي لعمر سطح القمر كما تحتوي الأسطح القديمة على حفر أكثر من الأسطح الأصغر سناً ومع ذلك عند
حساب
العمر
النسبي لسطح القمر لا تتساوى جميع الحفر
فهناك “حساب العمر التمهيدي” و “حساب العمر الثانوي” فحساب العمر التمهيدي عندما تصطدم الأجسام بالقمر كما تتوقع والثانوي هي نتيجة الحطام من الحفر التي أنشأها حساب العمر التمهيدي (فكر في الأحجار التي تتخطى على الماء) تتميز الثوابت الواضحة بأشكال مميزة وغالباً ما تتداخل أو تؤدي إلى نمط متعرج ويجب إزالتها من تعداد
الحفرة
.
انهيارات أرضية على القمر
أصبح رسم خرائط القمر أكثر صعوبة لأن وجه القمر يتغير دائماً وهذا هو السبب في إن المركبة المدارية الاستطلاعية القمرية أثبتت أهميتها حيث تكشف كل مجموعة بيانات LRO أساساً عن قمر جديد تماماً في الفترة ما بين بداية مهمة LRO واليوم حيث كان هناك أكثر من 10000 تغيير سطحي سجله علماء الكواكب
كما تسمح بيانات LRO حول التغييرات السطحية للعلماء بتقييد تدفق التأثير على القمر وهذا يعني إن الأعمار المشتقة من تعداد الحفرة أصبحت دقيقة بشكل متزايد حيث يتعلم العلماء تدفق الأجسام المؤثرة وإنشاء الحفر في مقياسنا الزمني الحالي بسبب بيانات LRO ونعلم الآن إن سطح القمر ديناميكي.
هل القمر مخطط بالكامل
لأول مرة تم رسم خريطة سطح القمر بالكامل وتصنيفه بشكل موحد من قبل علماء من مركز علوم الجيولوجيا الفلكية USGS بالتعاون مع وكالة ناسا ومعهد الكواكب القمرية حيث ستعمل الخريطة القمرية المسماة “الخريطة الجيولوجية الموحدة للقمر” كمخطط نهائي لجيولوجيا سطح القمر للبعثات البشرية المستقبلية وستكون ذات قيمة عالية للمجتمع العلمي الدولي والمعلمين وعامة الناس والخريطة الرقمية متاحة على الإنترنت الآن وتعرض جيولوجيا القمر بتفاصيل مذهلة.
لإنشاء الخريطة الرقمية الجديدة استخدم العلماء معلومات من ست خرائط إقليمية من عصر أبولو جنباً إلى جنب مع المعلومات المحدثة من بعثات الأقمار الصناعية الأخيرة إلى القمر حيث تم إعادة رسم الخرائط التاريخية الحالية لمواءمتها مع مجموعات البيانات الحديثة وبالتالي الحفاظ على الملاحظات والتفسيرات السابقة
إلى جانب دمج البيانات الجديدة والقديمة طور باحثو هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية أيضاً وصفاً موحداً للطبقات الصخرية للقمر أدى هذا إلى حل المشكلات من الخرائط السابقة حيث كانت أسماء الصخور وأوصافها وأعمارها غير متسقة في بعض الأحيان.
جاءت بيانات الارتفاعات للمنطقة الاستوائية للقمر من الملاحظات المجسمة التي جمعتها كاميرا Terrain في مهمة SELENE (المستكشف السيلاني والهندسي) الأخيرة بقيادة JAXA وكالة استكشاف الفضاء اليابانية حيث تم استكمال طبوغرافيا القطبين الشمالي والجنوبي ببيانات مقياس الارتفاع Lunar Orbiter Laser من وكالة ناسا.
إسقاطات لـ “الخريطة الجيولوجية الموحدة للقمر” حيث تُظهر جيولوجيا الجانب القريب من القمر (يساراً) وجانبه البعيد (يميناً) مع تضاريس مظللة من مقياس الارتفاع بالليزر المداري القمري (LOLA) هذه الخريطة الجيولوجية عبارة عن تجميع لست خرائط جيولوجية إقليمية من حقبة أبولو تم تحديثها بناءً على بيانات من بعثات الأقمار الصناعية الأخيرة سيكون بمثابة مرجع لعلوم القمر والبعثات البشرية المستقبلية إلى القمر.[1]
