كيوبيس
تجربة كيوبسات لدراسة تجمع وتصادم الجسيمات (Q-PACE) أو ما يشار إليه في الأصل باسم كيوبيس (Cu-PACE) هي مهمة مستقبلية يتم التخطيط لها لإرسال مكوك فضائي مداري بهدف دراسة المراحل الأولية في عملية تراكم الأقراص الكوكبية الأولية، وذلك عند طريق رصد التجمعات الديناميكية للجسيمات على مدار عدة سنين.

تعجز الفرضيات الحالية في تفسير كيف يمكن للجسيمات أن يتجاوز حجمها بضعة سنتيمترات. وذلك ما يعرف بحاجز الحجم المتري (meter size barrier). ومن أجل ذلك وقع الاختيار على هذه المهمة عام 2015 ضمن برنامج إيلانا (ELaNa) التابع لناسا، ومن المقرر إطلاق المكوك في عام 2019.

نظرة عامة 
تعتبر عملية مراقبة التطور الزمني للتصادمات والتراكمات الجسيمية في بيئة ذات جاذبية ضعيفة أو شبه منعدمة من الضرورات التي لا غنى عنها في سبيل استيضاح الآليات التي تنشأ عنها الكواكب المصغرة (وهي بمثابة وحدات بناء الكواكب)، والأجسام ذات أحجام في حدود الكيلومتر أو أكبر، في داخل حيز الأقراص الكوكبية الأولية. فإن الفرضيات الحالية التي تعني بتفسير آلية تكون الكواكب المصغرة تعجز عن تفسير كيفية تكون جسيمات بحجم يتجاوز 1 سم، وبالتالي يجب تكرار التجارب التي تحاكي مثل هذه الظروف.

وسوف يستكشف كيوبيس الخصائص التي تتسم بها التصادمات الجسيمية في ظل السرعات المنخفضة (أقل من 10 cm/s) تحت ظروف جاذبية شبه منعدمة، وذلك في مسعى إلى فهم عملية التراكم في الأقراص الكوكبية الأولية. وجدير بالذكر أنه سبق ونفذت عدة اختبارات ومهمات تحليق مشابهة في خلال رحلات طيران دون مدارية، وكذلك على متن محطة الفضاء الدولية. أما هذا المكوك الفضائي الصغير، فهو لا يحتاج إلى أي تقنيات توجيه دقيقة أو آليات دفع، مما يسهل مرحلة التصميم.

وسوف تتم عملية الإطلاق من ارتفاع جوي إلى المدار المحدد على متن طائرة (Cosmic Girl) التابعة لشركة فيرجين غالاكتيك، والتي سوف تحلق فوق صحراء موهافي.

الأهداف 
والهدف الرئيسي من كيوبيس هو استيضاح آلية نمو الكواكب الأولية بداية من حجم الحصى إلى حجم الجلامدة، وذلك عن طريق إجراء تجارب تصادم جسيمية تحت تأثير جاذبية شبه منعدمة لفترات طويلة. وتلك الأهداف بالتحديد هي:
 تعيين مقدار معدل تبديد الطاقة في الأنظمة متعددة الجسيمات، والتي تتعرض إلى تصادمات منخفضة السرعة (في حدود 1 mm/s - 10 cm/s)
 التعرف على تأثير توزيع الأحجام على ناتج التصادم
 مراقبة تأثير الغبار على نظام متعدد الجسيمات
 تعيين احتمال حدوث الأحداث النادرة، عن طريق مراقبة عدد ضخم من تصادمات متشابهة بهدف توصيف التصادمات من ناحية إحصائية

الطريقة 
كيوبيس هو نوع من الأقمار الصناعية المصغرة على شكل مكعب المعروفة باسم (Cubesat). وحجم كيوبيس هو 3U (حيث أن U هي وحدة حجم تعبر عن مكعب كل من أبعاده تساوي 10 سم)، وهو مجهز بغرفة مخصصة للتصادمات، وعدة خزائن تحتوي على حبيبات نيزكية، وذرات غبار، حبيبات غبارية، وجسيمات كروية ذات أحجام أكبر. وذلك حيث تستقبل غرفة التصادمات تلك الجسيمات بداخلها لإجراء سلسلة من التجارب.

وقد صمم العلماء سلسلة من التجارب تتضمن مجالًا واسعًا من الأحجام الجسيمية، ومن الخواص السطحية، ومن السرعات التصادمية، وذلك بهدف مراقبة نتائج التصادمات، مما يتضمن الارتداد، والالتصاق، إلى جانب تفكك الحبيبات، وذلك في خلال عشرات الآلاف من تلك التصادمات. أما غرفة التصادمات فسوف تتعرض إلى هزات ميكانيكية لتحفيز حدوث تلك التصادمات، والتي سوف يتم تسجيلها عن طريق كاميرا فيديو مثبتة داخليًا بغرض تنزيل البيانات والتحليل. ومن الجدير بالذكر أن التعرض إلى مجال جاذبية ضعيف لفترات طويلة سوف يسمح بدراسة عدد هائل جدًا من التصادمات، مما يسمح بإنتاج بيانات ذات أهمية إحصائية.

عملية الاختيار 
وقع الاختيار على كيوبيس للقيام بمهمة الطيران من خلال مبادرة إطلاق كيوبسات التابعة لناسا، والتي تتضمنتها في برنامج إيلانا (ELaNa XX). حيث تم تمويل عملية التطوير، والتجهيز إلى المهمة، والاستطلاعات العلمية عبر برنامج «المهمات الصغرى المبتكرة لاستكشاف الكواكب» (SIMPLEx) التابع لناسا. وكانت تلك إحدى أول مهمتين يقع عليهما الاختيار تحت بند برنامج SIMPLEx. وتدعى المهمة الأخرى لونا إتش ماب (LunaHMap) بقيادة كريج هاردجروف من جامعة أريزونا.

المراجع 

رحلات الفضاء في 2020
فيزياء فلكية
مركبات فضائية أطلقت في 2021
ميكانيكا سماوية
نظريات النظام الشمسي الديناميكية
تجربة كيوبسات ل دراسة تجمع وتصادم الجسيمات ( Q - PACE ) أو ما يشار إلي ه في الأصل ب اسم كيوبيس ( Cu - PACE ) هي مهمة مستقبلية يتم التخطيط ل ها ل إرسال مكوك فضائي مداري ب هدف دراسة المراحل الأولية في عملية تراكم الأقراص الكوكبية الأولية ، و ذٰلك عند طريق رصد التجمعات الديناميكية للجسيمات على مدار عدة سنين . تعجز الفرضيات الحالية في تفسير كيف يمكن للجسيمات أن يتجاوز حجم ها بضعة سنتيمترات . و ذٰلك ما يعرف بحاجز الحجم المتري ( meter size barrier ) . و من أجل ذلك وقع الاختيار على هذه المهمة عامضمن برنامج إيلانا ( EL aNa ) التابع لناسا ، و من المقرر إطلاق المكوك في عام نظرة عامة تعتبر عملية مراقبة التطور الزمني للتصادمات والتراكمات الجسيمية في بيئة ذات جاذبية ضعيفة أو شبه منعدمة من الضرورات التي لا غنى عن ها في سبيل استيضاح الآليات التي تنشأ عن ها الكواكب المصغرة ( و هي ب مثابة وحدات بناء الكواكب ) ، والأجسام ذات أحجام في حدود الكيلومتر أو أكبر ، في داخل حيز الأقراص الكوكبية الأولية . ف إن الفرضيات الحالية التي تعني ب تفسير آلية تكون الكواكب المصغرة تعجز عن تفسير كيفية تكون جسيمات ب حجم يتجاوزسم ، و ب التالي يجب تكرار التجارب التي تحاكي مثل هذه الظروف . و سوف يس تكشف كيوبيس الخصائص التي تتسم ب ها التصادمات الجسيمية في ظل السرعات المنخفضة ( أقل منcm / s ) تحت ظروف جاذبية شبه منعدمة ، و ذٰلك في مسعى إلى ف هم عملية التراكم في الأقراص الكوكبية الأولية . و جدير ب الذكر أن ه سبق ونفذت عدة اختبارات ومهمات تحليق مشابهة في خلال رحلات طيران دون مدارية ، و كذٰلك على متن محطة الفضاء الدولية . أما هذا المكوك الفضائي الصغير ، ف هو لا يحتاج إلى أي تقنيات توجيه دقيقة أو آليات دفع ، مما يسهل مرحلة التصميم . و سوف تتم عملية الإطلاق من ارتفاع جوي إلى المدار المحدد على متن طائرة ( Cosmic Girl ) التابعة ل شركة فيرجين غالاكتيك ، و التي سوف تحلق فوق صحراء موهافي . الأهداف و الهدف الرئيسي من كيوبيس هو استيضاح آلية نمو الكواكب الأولية بداية من حجم الحصى إلى حجم الجلامدة ، و ذٰلك عن طريق إجراء تجارب تصادم جسيمية تحت تأثير جاذبية شبه منعدمة ل فترات طويلة . و تلك الأهداف ب التحديد هي : تعيين مقدار معدل تبديد الطاقة في الأنظمة متعددة الجسيمات ، و التي تتعرض إلى تصادمات منخفضة السرعة ( في حدودmm / s - cm / s ) التعرف على تأثير توزيع ال أحجام على ناتج التصادم مراقبة تأثير الغبار على نظام متعدد الجسيمات تعيين احتمال حدوث الأحداث النادرة ، عن طريق مراقبة عدد ضخم من تصادمات متشابهة ب هدف توصيف التصادمات من ناحية إحصائية الطريقة كيوبيس هو نوع من الأقمار الصناعية المصغرة على شكل مكعب المعروفة ب اسم ( Cubesat ) . و حجم كيوبيس هو ( حيث أن U هي وحدة حجم تعبر عن مكعب كل من أبعاد ه تساويسم ) ، و هو مجهز ب غرفة مخصصة للتصادمات ، وعدة خزائن تحتوي على حبيبات نيزكية ، وذرات غبار ، حبيبات غبارية ، وجسيمات كروية ذات أحجام أكبر . و ذٰلك حيث تستقبل غرفة التصادمات تلك الجسيمات بداخل ها ل إجراء سلسلة من التجارب . و قد صمم العلماء سلسلة من التجارب تتضمن مجالًا واسعًا من ال أحجام الجسيمية ، و من الخواص السطحية ، و من السرعات التصادمية ، و ذٰلك ب هدف مراقبة نتائج التصادمات ، مما يتضمن الارتداد ، والالتصاق ، إلى جانب تفكك الحبيبات ، و ذٰلك في خلال عشرات الآلاف من تلك التصادمات . أما غرفة التصادمات ف سوف تتعرض إلى هزات ميكانيكية ل تحفيز حدوث تلك التصادمات ، و التي سوف يتم تسجيل ها عن طريق كاميرا فيديو مثبتة داخليًا ب غرض تنزيل البيانات و التحليل . و من الجدير ب الذكر أن التعرض إلى مجال جاذبية ضعيف ل فترات طويلة سوف يسمح ب دراسة عدد هائل جدًا من التصادمات ، مما يسمح ب إنتاج بيانات ذات أهمية إحصائية . عملية الاختيار وقع الاختيار على كيوبيس ل القيام ب مهمة الطيران من خلال مبادرة إطلاق كيوبسات التابعة لناسا ، و التي تتضمنة ها في برنامج إيلانا ( ELaNa XX ) . حيث تم تمويل عملية التطوير ، و التجهيز إلى المهمة ، والاستطلاعات العلمية عبر برنامج « المهمات الصغرى المبتكرة ل استكشاف الكواكب » ( SI M PLEx ) التابع لناسا . و كانت تلك إحدى أول مهمتين يقع علي هما الاختيار تحت بند برنامج SI M PLEx . و تدعى المهمة الأخرى لونا إتش ماب ( LunaH Map ) ب قيادة كريج هاردجروف من جامعة أريزونا . المراجع رحلات الفضاء في فيزياء فلكية مركبات فضائية أطلقت في ميكانيكا سماوية نظريات النظام الشمسي الديناميكية