هذه التقنية تفتح المجال لتطبيقات علمية جديدة، وتمثِّل طريقة لاستعادة نظام تحديد المواقع في حال أُصيبت الأقمار الاصطناعية بكارثة ما.
2018-09-23 09:45:19
2021-07-16 02:40:26
23 سبتمبر 2018
إهداء هذه المقالة
هذه الميزة مخصصة للمشتركين يمكنهم مشاركة المواضيع بحد اقصى 10 مواد من كافة مواقع مجرة
أصبح نظام تحديد المواقع العالمي GPS من أهم أساسيات الحياة في القرن الواحد والعشرين؛ حيث يمتلك معظم الناس في الدول المتطورة جهاز استقبال لهذا النظام، كما تعتمد الكثير من الصناعات والمجالات عليه، وفي قضايا تتعلق بالحياة والموت أحياناً. وبلغت أهمية هذا النظام حداً دفع بالحكومات وكبار أصحاب الصناعة وحتى الجيوش إلى دراسة مشاكله لمدة طويلة، والقلق حول سهولة تعطيله، وقد توصلوا إلى نتائج غير مطمئنة على الإطلاق. ومن السيناريوهات المرعبة: متلازمة كيسلر؛ وهو احتمال أن يؤدي حادث تصادم في مدار الأرض إلى سلسلة متزايدة من التصادمات التي ستزيد إلى حد كبير من كثافة الحطام الفضائي، وهو ما يمكنه أن يدمر…
أدخل بريدك الإلكتروني واحصل على المقال مجاناً
اكتشف أفضل محتوى عربي على الإنترنت لتطوير ذاتك وتحسين مهاراتك وجودة حياتك وتحقيق طموحاتك في أسرع وقت.
على الرغم من تطور العلم والتكنولوجيا، لم يتمكن الخبراء حتى الآن من إيجاد طريقة تساعد في التنبؤ المسبق بحدوث الزلازل، لكن التكنولوجيا تسهم بإنشاء أنظمة تتبع النشاط الزلزالي وتحذير السكان قبل وقوع الزلزال بعدة ثوانٍ قد تكون منقذة للحياة.
في الوقت الحالي غالباً ما تعتمد فرق الإنقاذ ووكالات الإغاثة على التكنولوجيا لإجراء مهام الإنقاذ ومساعدة المتضررين، ففي الماضي لم تكن هناك طرق مناسبة لإدارة الكوارث، ومع ذلك مع التطور التقني حالياً يمكن للدول التي شهدت كوارث ضخمة مثل الزلزال المدمر الذي وقع شمال سوريا وجنوب تركيا وبلغت قوته 7.
مثل العديد من البلدان، يوجد في المملكة العربية السعودية قطاع تكنولوجيا ضخم وسريع النمو، نتيجة لذلك، ازداد الطلب على مطوري البرمجيات، مع التركيز على لغات برمجة محددة.
أصبح نظام تحديد المواقع العالمي GPS من أهم أساسيات الحياة في القرن الواحد والعشرين؛ حيث يمتلك معظم الناس في الدول المتطورة جهاز استقبال لهذا النظام، كما تعتمد الكثير من الصناعات والمجالات عليه، وفي قضايا تتعلق بالحياة والموت أحياناً.
وبلغت أهمية هذا النظام حداً دفع بالحكومات وكبار أصحاب الصناعة وحتى الجيوش إلى دراسة مشاكله لمدة طويلة، والقلق حول سهولة تعطيله، وقد توصلوا إلى نتائج غير مطمئنة على الإطلاق.
ومن السيناريوهات المرعبة: متلازمة كيسلر؛ وهو احتمال أن يؤدي حادث تصادم في مدار الأرض إلى سلسلة متزايدة من التصادمات التي ستزيد إلى حد كبير من كثافة الحطام الفضائي، وهو ما يمكنه أن يدمر مجموعة الأقمار الاصطناعية لنظام تحديد المواقع خلال ساعات معدودة.
ولهذا بدأت الكثير من الجهات والمجموعات تفكر في كيفية استعادة النظام دون الاعتماد على الأقمار الاصطناعية، ومؤخراً قام المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا -التابع للحكومة الأميركية- بنشر نتائج مثيرة للاهتمام حول برنامج يمكن أن يحقق هذا الغرض. ولنبدأ أولاً ببعض المعلومات الأساسية.
إن أقمار نظام تحديد المواقع هي بشكل أساسي عبارة عن ساعات تدور حول الأرض، وتبث إشارات زمنية دقيقة ومتزامنة، ويمكن لأي جهاز استقبال على الأرض أن يُثلِّث (يحسب بالتثليث) موضعه على الأرض بمقارنة أزمنة الوصول للإشارات من ثلاثة أقمار على الأقل. أما بالنسبة لهذه الساعات المدارية، فهي ساعات ذرية تعتمد على ذرات السيزيوم؛ فعندما تقفز الإلكترونات التي تدور حول النواة من حالة إلى أخرى، تُصدر إشعاعاً يبلغ تردده 9,192,631,770 هرتز بالضبط، ويسمى هذا التردد بمعيار السيزيوم، ويستخدم لضبط الوقت؛ حيث تبلغ دقة الساعات الذرية 1 ميكرو ثانية، وتخضع لمزامنة منتظمة مع أنظمة أرضية، وهذا التزامن هو ما يحدد دقة النظام في تحديد المواقع.
غير أن من الممكن مزامنة الساعات الأرضية بدقة أكبر بكثير؛ فعلى سبيل المثال توجد تقنية تعرف باسم النقل الضوئي ثنائي الاتجاه للتردد والزمن، ويمكن بها مزامنة الساعات بدقة 1 على 10 للقوة 19 من الثانية.
ولكن تطبيق هذه التقنية على ساعات متحركة لم يكن ممكناً؛ حيث تفترض التقنية أن الزمن الذي يستغرقه الضوء للانتقال من ساعة إلى أخرى هو ذاته في كلا الاتجاهين، ولهذا لا يمكن استخدام هذه الطريقة للأنظمة المشابهة لنظام تحديد المواقع.
ولكن قد يتغير هذا، وذلك بفضل عمل هيوجو بيرجيرون وزملائه في منشأة المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا "نيست NIST" في بولدر، كولورادو؛ فقد طوَّر هؤلاء الباحثون تقنية لمزامنة ساعتين متحركتين بدقة عالية للغاية. وسر هذه التقنية الجديدة مباشر نوعاً ما؛ حيث إن الهدف هو إيجاد طريقة لأخذ حركتي الساعتين بعين الاعتبار أثناء إجراء الحسابات، ولهذا قام بيرجيرون وزملاؤه -ببساطة- بقياس الحركة النسبية.
يقول الباحثون: "يمكن أن نوجِد السرعة من معدل تغير زمن الانتقال بين النقطتين المطلوبتين عبر ثلاثة قياسات شبه مستمرة تتطلب تقريباً 1.5 مللي ثانية عبر وصلة مضطربة"، وقد اختبروا هذه التقنية باستخدام إشارات زمنية يتم توصيلها عبر عواكس مرجِّعة مركَّبة على زوج من المروحيات الرباعية التي تتحرك فيما بينها بسرعة نسبية تصل إلى 24 متراً في الثانية، وتوصلوا إلى نتائج مثيرة للإعجاب؛ حيث "تتوافق الساعات المتزامنة ترددياً بدقة من مرتبة 1 على 10 للقوة 18 من الهرتز".
هذه الدقة أكبر بشكل واضح من دقة إشارات نظام تحديد المواقع الحالي، وبالتالي فهي تفتح المجال أمام الكثير من التطبيقات؛ بدءاً من زيادة دقة الملاحة، ووصولاً إلى إمكانية إجراء تجارب علمية متنقلة وموزَّعة للبحث عن كل شيء من الأمواج الثقالية إلى المادة المظلمة، كما أنها تزيد من إمكانية استبدال مجموعة الأقمار الاصطناعية لنظام تحديد المواقع بسرعة في حال تعرُّضها لكارثة ما، وذلك باستخدام المناطيد أو غيرها من الأنظمة الطائرة.
نستخدم ملفات تعريف الارتباط لتحسين تجربتك، استمرار استخدامك للموقع يعني موافقتك على ذلك. سياسة الخصوصيةأوافقX
Privacy & Cookies Policy
Privacy Overview
This website uses cookies to improve your experience while you navigate through the website. Out of these cookies, the cookies that are categorized as necessary are stored on your browser as they are essential for the working of basic functionalities of the website. We also use third-party cookies that help us analyze and understand how you use this website. These cookies will be stored in your browser only with your consent. You also have the option to opt-out of these cookies. But opting out of some of these cookies may have an effect on your browsing experience.
Necessary cookies are absolutely essential for the website to function properly. This category only includes cookies that ensures basic functionalities and security features of the website. These cookies do not store any personal information.
Any cookies that may not be particularly necessary for the website to function and is used specifically to collect user personal data via analytics, ads, other embedded contents are termed as non-necessary cookies. It is mandatory to procure user consent prior to running these cookies on your website.