مركبة الفضاء كيريوسيتي،حقائق وأرقام
مركبة الفضاء كيريوسيتي،حقائق وأرقام

تعتبر (كيوريوسيتي) كمختبر لعلوم المريخ وعربة جوالة فـــي آن واحد، إنها تعتبر واحدة مـــن أكثر المهمات التي أطلقتها وكالة ناسا إلى كوكب المريخ.

إن المهمة الأولى للمركبة (كيوريوسيتي) هي معرفة قابلية كوكب المريخ على احتواء حياة وذلك فـــي الوقت الحالي أو فـــي الماضي، والمهمة الثانية هي معرفة المزيد عن بيئة الكوكب الأحمر.

إن حجم (كيوريوسيتي) يسمح لها أن تجري مجموعة مـــن التجارب العلمية كما تقوم بتحليل والتقاط الصور لأي صخرة فـــي كوكب المريخ وذلك على مدى ذراعها 7 أقدام (2 متر).

توضح صورة تم رسمها ما الذي تبدو المركبة (كيوريوسيتي) وهي على سطح كوكب المريخ
تصديق: ناسا / جبل-كالتيش – NASA/JPL-Caltech

يمثل حجم (كيوريوسيتي) حجم مركبة دفع رباعي صغيرة.

يبلغ طولها 2,1 متر وعرضها 2,7 متر بينما ترتفع 3,1 متر، وتزن المركبة 900 كغ وقطر كل عجلة مـــن عجلاتها الستة 50,8 سم.

قام المهندسون فـــي مختبر الدفع النفاث التابع لوكالة ناسا بتصميم العربة الجوالة لتستطيع تجاوز عوائق يبلغ ارتفاعها إلى 25 بوصة (65 سنتيمترًا)، والتجول إلى مسافة تصل إلى 660 قدمًا (200 متر) يوميًا.

تأتي قوة العربة الجوّالة مـــن مولد كهربائي حراري بنظير مشع ينتج الكهرباء عن طريق الحرارة الناتجة مـــن تحلل البلوتونيوم -238.

هبوط معقد

أقلعت مركبة (كيوريوسيتي) والتي بلغت كلفتها 2.5 مليار دولار مـــن قاعدة كاب كانافيرال، فلوريدا، فـــي 26 نوفمبر 2011، وهبطت على المريخ فـــي 6 أغسطس 2012، وذلك بعد سلسلة مـــن عمليات الهبوط أطلقت عليها وكالة ناسا (سبع دقائق مـــن الرعب) وكان ذلك بسبب الوزن الكبير للمركبة، وكانت وكالة ناسا قد قررت أن الطريقة القديمة للهبوط عن طريق التدحرج إلى السطح قد لا تعمل.

بدلًا مـــن ذلك، تحوّلت طريقة هبوط المركبة باستخدام سلسلة مناورات معقدة للغاية للهبوط على سطح المريخ.

بدءًا بدخول سريع وعنيف إلى الغلاف الجوي للمريخ، واستخدام مظلة تفتح بسرعة أسرع مـــن الصوت لتبطئ مـــن هبوط مركبة الفضاء. قالت وكالة ناسا بـــأن المظلة يجب أن تتحمل 65 ألف رطل.

(29480 كجم) لتبطئ مـــن سقوط مركبة الفضاء نحو سطح الكوكب.

عندما تكون (كيوريوسيتي) أسفل المظلة فإنها تقوم برمي الدرع الحراري الواقي وذلك للسماح للرادار بقياس ارتفاع المركبة فوق سطح الكوكب.

يمكن للمظلة أن تبطئ سرعة هبوط (كيوريوسيتي) فقط إلى 200 ميلًا فـــي الساعة (322 كم / ساعة).

لحل هذه المشكلة صمم المهندسون أداةً لقطع حبال المظلة واستخدام الصواريخ لكي تقوم بالمرحلة الأخيرة مـــن مراحل الهبوط.

على ارتفاع حوالي 60 قدم (18 م) فوق السطح، تم تشغيل (الرافعة السماوية)، حيث تدلت المركبة (كيوريوسيتي) تحت صواريخ الكبح عبر حبل يبلغ طوله 20 قدما (6 أمتار).

لتهبط بسرعة 1.5 ميلًا فـــي الساعة (2.4 كم / ساعة)، وتلامس (كيوريوسيتي) سطح الكوكب بلطف وبنفس لحظة الهبوط انقطع الحبل الواصل مع الرافعة السماوية وحلقت الرافعة بعيدًا للتحطم على السطح.

تابع موظفوا وكالة ناسا عملية الهبوط بشكلٍ مباشر عبر التلفزيون، وعندما تلقوا تأكيدات بالوصول الآمن للمركبة قفز المهندسون مـــن الفرحة.

انتشرت أخبار الهبوط مـــن خلال وسائل الإعلام الاجتماعية، مثل تويتر والفيسبوك، والمنافذ التقليدية مثل الصحف والتلفزيون.

وأصبح أحد المهندسين مشهورًا بسبب قص شعره على شكل (موهوك) وذلك يوم الهبوط.

تجهيزات لاكتشاف أدلة على وجود الحياة:
لدى (كيوريوسيتي) بعض الأدوات المتخصصة بالبحث عن قابلية المنطقة التي يتم استكشافها على احتضان الحياة، ومن أوضح هذه التجارب، جهاز يقوم بقصف سطح الكوكب بنترونات، إن احتواء المنطقة التي يتم استكشافها على الهيدروجين (وهو أحد العناصر المكونة للماء) يسبب تباطؤ النترونات.

يمكن لذراع (كيوري وسيتي) والذي يبلغ طوله 7 أقدام التقاط عينات مـــن السطح والقيام بتحميضها داخل المركبة، لتقوم أجـــهزة باستنشاق الغازات الصادرة عن هذه العملية لتحليلها والحصول على أدلة حول كيفية تشكل صخور وتربة المريخ.

لا يقوم جهاز تحليل تربة المريخ بالكشف عن وجود مواد عضوية، حيث يمكننا زيادة التأكد مـــن وجود هذه المواد عن طريق جهاز يقع فـــي مقدمة المركبة حيث يوجد عدة كتل مـــن السيراميك المشبعة بالمركبات العضوية الاصطناعية.

بإمكان (كيوريوسيتي) حفر الصخور ووضع عينة منها ضمن فرن لتحليل مكوناتها.

ومن ثم يراقب الباحثون الكشف عن المواد العضوية فـــي الصخور والتي مـــن المفترض ألا تحتوي على هذه المواد.

وفي حال وجدت هذه المواد، فإن العلماء يرجحون أن يكون مـــصدر هذه المواد مـــن الأرض.

عندما تتحرك (كيوريوسيتي) تقوم الكاميرات عالية الدقة المحيطة بها بالتقاط الصور، موفرة مـــعلومات بصرية مـــن الممكن مقارنتها بالبيئة الموجودة على الأرض.

يتم استخدام هذه المقارنات عندما تجد (كيوريوسيتي) أدلة على وجود قاع لمجرى مياه قديم، وذلك على سبيل المثال.

المهمة الأولى: هل أمكن، أو يمكن، للمريخ دعم الحياة؟
إن المهمة الأولى لـ (كيوريوسيتي) هي تحديد فيما إذا كـــان المريخ كوكبًا مناسبًا للحياة.

وذلك فـــي الوقت الحالي أو فـــي الماضي، فـــي حين أن (كيوريوسيتي) ليست مصممة للعثور على الحياة نفسها
تحتوي المركبة على عدد مـــن التجهيزات والتي تستطيع تقديم مـــعلومات حول البيئة المحيطة بها.

حصل العلماء على اكتشاف هام فـــي أوائل 2013، عندما عثرت المركبة على مـــعلومات تشير إلى أن طبيعة المريخ كانت موائمة للحياة فـــي الماضي.

احتوى أول مسحوق مـــن العينات التي استخرجها حفار المركبة على عناصر شملت الكبريت والنيتروجين والهيدروجين والأوكسجين والفوسفور والكربون، والتي تعتبر (لبنات البناء) أو عناصر أساسية لدعم الحياة. ولكن فـــي الوقت نفسه لا تعتبر دليلًا مباشرًا على وجود الحياة نفسها.

لا يزال العثور على هذه العناصر أمرًا مثيرًا للعلماء المشاركين فـــي البعثة.

(إن السؤال الأساسي لهذه البعثة يدور حول إمكانية دعم المريخ لبيئة صالحة للحياة) كما يقول (مايكل ماير -Michael Meyer) كبير العلماء فـــي برنامج استكشاف المريخ التابع لوكالة الفضاء (ناسا)، ويضيف ماير قائلًا: «إن الجواب الذي نعرفه، هو نعم».

كما اكتشف العلماء فـــي أواخر 2013 وأوائل 2014 مستوياتٍ عالية مـــن الميثان على المريخ، حيث بلغت نسبته حوالي 7 أجزاء فـــي المليار (مقارنة مع المستويات المعتادة والتي تبلغ ما أوضح 0.3 جزء فـــي البليون إلى 0.8 جزء فـــي البليون).

وقد كانت هذه نتيجة بارزة لأنه فـــي بعض الظروف، الميثان هو مؤشر على الحياة الميكروبية. ولكنه يمكن أن يشسر لعلميات جيولوجية.

وقد أكد العلماء فـــي عام 2016 أن ارتفاع مستويات الميثان لم يكن حدثًا موسميًا. وهناك تغيرات ماضية أصغر لمستويات الميثان، ومع ذلك، يمكن ربطها بوجود فصول.

قدمت المركبة (كيوريوسيتي) أول تأكيد على وجود مواد عضوية فـــي المريخ، حيث أعلن ذلك فـــي ديسمبر كانون الأول عام 2014. وتعتبر المواد العضوية كلبنات للحياة، ولكنها ليست بالضرورة مؤشرًا على وجود حياة، حيث مـــن الممكن إنتاج هذه المواد مـــن خلال التفاعلات الكيميائية.

(فـــي حين أنه لا يمكن للفريق تأكيد وجود حياة فـــي الحفرة (غيل – Gale)، لكن الاكتشاف أظهر أن البيئة القديمة للمريخ قدمت وسطًا مناسبًا لإنتاج المواد العضوية لاستخدامها كلبنات للحياة وكمصدر للطاقة الضرورية لتلك الحياة) كما ذكـــرت وكالة ناسا فـــي ذلك الوقت.

وأظهرت النتائج الأولية التي أعلنت فـــي مؤتمر العلوم القمرية والكواكب فـــي عام 2015 وجود مواد عضوية معقدة ضمن العينات الموجود فـــي فرن المركبة (كيوريوسيتي)، وقد تم ذلك الاكتشاف عن طريق استخدام طريقة غير متوقعة.

إن الأبخرة الناتجة مـــن تجربة (الكيمياء الرطبة) والتي استخدمت سائلًا يدعى بـ MTBSTFA(N-methyl-N-tert-butyldimethylsilyl-trifluoroacetamide) قد لوثت أداة استنشاق الغاز بعد فترة قصيرة مـــن هبوط (كيوريوسيتي).

وبما أن العلماء كانوا يعرفون أن العينات التي تم جمعها كانت تتفاعل بالفعل مع البخار، فإنها فـــي النهاية أدّت إلى الطريقة الوحيدة للحصول والحفاظ على المواد العضوية، حيث يحدث ذلك بعد عمليات استخراج وتجميع وتحليل البخار.

إن نتائج التحليل الدقيق لعينات المواد العضوية يحتاج إلى وقـــت طويل.

المهمة الثانية: فحص بيئة المريخ

بالإضافة إلى اكتشاف القابلية لاحتواء الحياة، يوجد على متن (كيوريوسيتي) أدوات تجهيزات أخرى تم تصميمها للتعرف أكثر على البيئة المحيطة بالمركبة. ومن أوضح أهداف البعثة هو الحصول على سجل مستمر للأرصاد الجوية ومستويات الإشعاع لتحديد الموقع المناسب لإرسال البشر إلى المريخ فـــي المستقبل.

يعمل جهاز الكشف عن الإشعاع على متن (كيوريوسيتي) لمدة 15 دقيقة وذلك كل ساعة لقياس مستويات الإشعاع على سطح الكوكب وضمن الغلاف الجوي. ويهتم العلماء على وجه الخصوص بقياس (الأشعة الثانوية) أو الإشعاعات والتي تستطيع إنتاج جسيمات طاقة منخفضة وذلك بعد اصطدامها بغازات الغلاف الجوي للمريخ.

تشكل أشعة غاما أو النيترونات الناتجة عن هذه العملية خطرًا على البشر.

بالإضافة إلى ذلك، يوجد مستشعر خاص للأشعة فوق البنفسجية على متن (كيوريوسيتي) للتبع مستويات الإشعاع بشكل مستمر.

فـــي ديسمبر 2013، حددت وكالة ناسا مستويات إشعاع تم قياسها عن طريق (كيوريوسيتي) حيث يمكن ضمن هذه المستويات إرسال مهمة بشرية إلى المريخ فـــي المستقبل. إن مهمة بشرية تمتد عبر 180 يومًا للوصول إلى المريخ، والبقاء لمدة 500 يومًا على السطح، و180 يومًا عائدة إلى الأرض، سوف تتعرض لمستويات مـــن الإشعاع تبلغ 1.01 زيفرت، حيث تم تحديد كمية هذه الجرعة عن طريق جهاز كشف الإشعاع على متن (كيوريوسيتي).

وقد حددت وكالة الفضاء الأوروبية الحد الأعلى لمستويات الإشعاع المسموح لروادها التعرض لـــه حيث يبلغ 1 زيفرت، حيث يرتبط هذا الحد بزيادة وقدرها 5% لخطر الإصابة بسرطان قاتل.

تقيس محطة الرصد البيئي الموجودة على متن (كيوريوسيتي) سرعة الرياح وترسم اتجاهها، كما تقوم بقياس درجة الحرارة ومستوى رطوبة الهواء المحيط بالمركبة. وبحلول عام 2016 سيتمكن العلماء مـــن تحديد التغيرات العامة للضغط الجوي والرطوبة.

وتحدث بعض التغييرات عندما تذوب القبعات الثلجية القطبية والتي تتكون مـــن ثاني أوكسيد الكربون، مما يجعل الهواء مشبعًا بكميات هائلة مـــن الرطوبة.

العقبات الفنية ونقاط العلام
واجهت (كيوريوسيتي) أولى المشاكل الرئيسية فـــي شباط 2013، عندما تعطل جهاز الكومبيوتر الخاص بمختبر المركبة حيث بقي فـــي الوضع الآمن لعدة أيام، سببت هذه الحادثة انقطاعًا فـــي الأنشطة اليومية الاعتيادية للمركبة، لكنها لم تؤثر على صحة المركبة على المدى الطويل.

لكن على المدى الطويل حصلت مشكلة لعجلات المركبة. حيث كـــان المتوقع حدوث بعض الأضرار، بحلول عام 2014 أبطأت المتحكمات حركة المركبة وذلك بسبب ظهور بعض الأشياء والثقوب على عجلات المركبة.

يقول (جيم إريكسون -Jim Erickson) وهو مدير مشروع كوريوسيتي فـــي مختبر الدفع النفاث التابع لوكالة ناسا فـــي مدينة باسادينا بكاليفورنيا، فـــي مقابلة أجريت فـــي يوليو / تموز 2014: (تعرّضت المركبة للأضرار.

هذه المفاجأة التي حصلت لنا فـــي نهاية السنة الماضية) ويضيف جيم قائلًا: (كنا نتوقع حدوث بعض الثقوب أثناء تقدم المركبة، لكن المفاجأة كانت فـــي حجم الثقوب).

فـــي سبتمبر 2014، وصلت (كيوريوسيتي) إلى وجهتها العلمية، وجبل شارب (أيوليس مونس) وذلك بعد وقـــت قصير مـــن المراجعة التي قامت بها وكالة ناسا حول عمل المركبة حيث قررت الـــوكالة أنه يجب على المركبة أن تقوم بقطع مسافات أقصر مقابل زيادة فـــي البحث عن أماكن قابلة لاحتضان الحياة.

وتفحص المركبة حاليًا بعناية طبقات منحدر وذلك أثناء صعودها إلى أعلى التلة. والهدف مـــن هذه العمليات هو معرفة كيفية تغيير مناخ المريخ مـــن ماضٍ رطب إلى المناخ الحالي والذي يتميز بالجفاف والحموضة.

وقال (جون غروتزينجر -John Grotzinger) وهو عالم فـــي مشروع (كيوريوسيتي) خلال مؤتمر صحفي تم عقده فـــي ذلك الوقت: «أعتقد أن التوصية الرئيسية التي قدمها الفريق هي أنه يجب علينا أن نقود ببطئ أكثر مقابل زيادة فـــي عمليات الحفر، ويضيف غروتزينجر: إن توصيات المراجعة وما نريد أن نفعله كفريق علمي سوف تتماشى معًا، لأننا وصلنا الآن إلى جبل شارب».

وكانت وكالة ناسا رائدة فـــي استخدام تقنيات حفر جديدة حيث بدأت فـــي شباط 2015 بالحفر فـــي جبل (شارب) وذلك ضمن معايير عمل خاصة بالصخور سهلة التفتت والتي تكون موجودة فـــي بعض المناطق الجاري استكشافها (حيث كانت عينات الصخور تتفتت بسهولة عند استخدام الحفار).

  • تدقيق: أسمى شعبان
  • المترجم: عامر السبيعي
  • تحرير : رغدة عاصي
  •  المصدر

المصدر : انا اصدق العلم