في وداع مرصد فلكي جوي

الساعة الآن هي 5:30 من مساء يوم 8 سبتمبر 2022، وأنا موجودة في الغرفة الإعلامية في مركز آرمسترونغ لأبحاث الطيران Armstrong Flight Research Center التابع للوكالة ناسا، في بالمْدِيل، بولاية كاليفورنيا. كنت أوشك على ركوب طائرة خاصة جداً: طائرة البوينغ 747 سوفيا Boeing 747 SOFIA، التي تحمل تلسكوباً يعمل بالأشعة تحت الحمراء قطره 2.5 م، وتديره كل من الوكالة ناسا ووكالة الفضاء الألمانية DLR. ستكون هذه إحدى التحليقات الأخيرة للمرصد سوفيا. وبحلول الوقت الذي تقرأ فيه هذا المقال، سيكون برنامج سوفيا قد انتهى.

في الداخل تعج المقصورة بالنشاط. الصوت مرتفع جداً، ولذا فإن سماعات الرأس ضرورية للتواصل. إذ أسمع دمدمة قناة اتصالات سطح الطائرة، وأسمع الطيارَيْن سبايك Spike وبيل Bill، ومهندس الطيران ريك Rick. سبايك هو الأكثر مرحاً، ويتسلى الثلاثة معاً ببعض الفكاهة في أثناء انتظارهم إذن الطيران. إنها الرحلة الأخيرة لسبايك وبيل على متن طائرة المرصد سوفيا. لقد طارا معاً منذ 24 عاماً، بعد أن بدأت علاقتهما المهنية في سلاح الجو الأمريكي.

تأخر مشروع مرصد الستراتوسفير لعلم فلك الأشعة تحت الحمراء Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy، (اختصاراً: المرصد SOFIA) عن موعده كثيراً، إذ بدأ تطوير المشروع في العام 1996. وكانت طائرة المرصد سوفيا في الأصل هي طائرة بوينغ 747SP تجارية استحوذت عليها شركة طيران بان آم Pan Am airlines في العام 1977، ولا تزال الطائرة تحمل اسم ”كليبر ليندبيرغ“ Clipper Lindbergh تكريماً للطيار تشارلز ليندبيرغ. ثم أجرت عليها الوكالة ناسا تعديلات واسعة النطاق بعد حصولها عليها في العام 2007. وفي العام 2009 شُرعت نافذة تلسكوب في أثناء التحليق أول مرة. وفي مايو 2010، أكمل المرصد سوفيا أول رحلة تتبع للأهداف الفلكية في أثناء الطيران ورصد حينها كوكب زحل والنجمين بيتا الأسد Beta Leonis وبيتا الجبّار Beta Orionis وفي يوليو 2013، وأُرسل المرصد في أولى مهماته الخارجية إلى نيوزيلندا لرصد السماء الجنوبية في الشتاء.

في أثناء تنفيذ البرنامج، كان المرصد سوفيا يصل في رحلاته، التي كانت تستغرق 10 ساعات، إلى ارتفاع 45,000 قدم، ليحلِّق من فوق غلاف الأرض الجوي المشوِّش للرؤية، فيمنحه هذا ميزة مهمة يتفوَّق بها على التلسكوبات الأرضية. فمن فوق هذا الارتفاع، اخترق نظرُ المرصد بالأشعة تحت الحمراء سُحبَ الغبار والغاز الكونية، وهو ما مكَّن علماء الفلك من دراسة دورة حياة النجوم والسُّدم والمجرّات البعيدة والثقوب السوداء الفائقة E الموجودة في مراكز المجرّات. كما رصد سوفيا أجراماً قريبة من الأرض، فدرس الكواكب والمذنبات والكويكبات في مجموعتنا الشمسية.

بدأت رحلتي مع مرصد سوفيا قبل عدة أشهر، عندما سمعتُ أن برنامج الوكالة ناسا قد بقيت لديه مهمة واحدة فقط أخيرة في نيوزيلندا لإتمامها. توجهتُ إلى كرايستشيرش Christchurch في أواخر يوليو 2022، بهدف الانضمام إلى العمليات على الأرض، العاملة من خارج مبنى برنامج أنتاركتيك الأمريكي US Antarctic Program. ولكن مع الأسف، في يوليو أعطب الطقس القاسي الطائرةَ، ولم تتمكن من إتمام تحليقها في نصف الكرة الجنوبي. وفي أواخر أغسطس، عاد المرصد سوفيا إلى كاليفورنيا لتنفيذ ما تبقى من بعثته.

عِلمٌ يحلِّق عالياً
في أثناء وجودي في نيوزيلندا، التقيت مارغريت مايكسنر Margaret Meixner، مديرة العمليات العِلمية. وقد أخبرتني أن ”التحليقات الجنوبية صارت جزءاً أساسياً من برنامج سوفيا، لوجود أجرام لا يمكن رؤيتها إلا من نصف الكرة الجنوبي؛ أجرام مثل مركز المجرّة، وهي أشياء من المهم جداً رصدُها“.

شارك مايك توبيرمان Mike Toberman – مدير مشروع سوفيا التابع للوكالة ناسا – في كل عملية تحليق للمرصد في نيوزيلندا. ويقول: ”بدأنا عملنا في العام 2013، وكان مقرراً أن تكون مهمة قصيرة. ولكن عندما هبط العلماء من الطائرة، شعروا بسعادة غامرة وقالوا إن الأمر يشبه الرصد من الفضاء. وقد واصلنا تمديد مدة مواعيد العمل حتى امتد من ستة أسابيع إلى شهرين“.

جُهِّز للنجاح
شارك عديد من الهيئات في برنامج سوفيا، وكانت الجهات الفاعلة الرئيسة فيه هي وكالة ناسا ومركز الفضاء الألماني DLR. صَمم معهد سوفيا SOFIA Institute الألماني في مدينة شتوتغارت التلسكوبَ الموجود على متن الطائرة، والذي يبلغ قطره 2.5 م، وهو الجهة المشرفة على عمليات صيانته أيضاً. نفَّذت هذه الأداة المهمة عمليات رصد بموجات الأشعة تحت الحمراء المتوسطة والطويلة Mid- and far-infrared wavelengths، وهذا ما مكَّن علماء الفلك من رؤية مناطق من الكون لم يكن ممكناً رؤيتها من دون ذلك، مثل جزيئات الهيدريد Hydride molecules، التي هي بعض أولى الجزيئات التي تشكلت في الكون.

وقالت لي مايكسنر: ”لعل أحد أبرز الأمور العلمية في برنامج المرصد سوفيا، وأهمها، وربما الأكثر شهرة بين الجمهور، هو اكتشاف الماء على سطح القمر المضاء بنور الشمس“.

---

---

وتابعت قائلة: ”هناك إنجاز مهم آخر هو رصد جزيئات الهيدريد بالأداة GREAT [انظر الشكل]. فلجزيئات الهيدريد انتقالات (اهتزازات) دورانية Rotational transitions ساطعة في موجات الأشعة تحت الحمراء الطويلة. وقياسها أمرٌ بالغ الأهمية لفهم عمليات الكيمياء الفلكية وإدراكها“.

وسيحسد أي مرصد أرضي المرصد سوفيا على إنجازاته العلمية: فقد رسم خريطة للمجالات المغناطيسية في أجرام مثل مجرّة الدوامة Whirlpool Galaxy، وبقايا السوبرنوفا كاسيوبيا أيه Cassiopeia A، والتقط صورة بالأشعة تحت الحمراء لتغيرات الحرارة على كوكب المشتري، ودرس تكوُّن أنظمة كوكبية Planetary systems حول نجوم بعيدة، واكتشف كيف تعيق الرياح النجمية القوية تكوُّن النجوم في سديم الجبّار، كما اكتشف أن الحقول المغناطيسية تغذي الثقب الأسود الهائل في مجرّة الدجاجة أيه Cygnus A، واكتشف أدلة على اصطدامٍ حديث لكوكب نجمي في نظام نجمي مزدوج Double-star system يبعد عنا مسافة 300 سنة ضوئية فقط. وفي العام 2011 طار المرصد سوفيا مسافة 2,900 كم من قاعدته في كاليفورنيا فوق المحيط الهادئ لمراقبة بلوتو في أثناء حجبه نجماً بعيداً، وهذا ما أعطى معلومات حول ضغط وكثافة وحرارة الغلاف الجوي لذلك الكوكب القزم Dwarf planet. وهذا شيء لا تستطيع المراصد الأرضية سوى أن تحلم به.

عالياً في الأجواء
على متن رحلتي إلى بالمديل، ألحظ مدى اكتظاظ لوحة تحكم الطائرة، في حين ينشغل العلماء بالاستعداد لعمليات جمع البيانات بالأداة FORCAST، وهي كاميرا المرصد سوفيا العاملة بالأشعة تحت الحمراء والمطياف Infrared camera and spectrograph. وكانت كالي كراودر Callie Crowder – التي تدير عمل التلسكوب – تُعِد لفتح باب التلسكوب، وهو أول حدث كبير ينجز في الليل. وعلى مدار الرحلة، سنرصد مجرّات تُرى من طرفها، وجانب القمر المضاء بنور الشمس، ومستوى وسط المجرة Galactic mid-plane. إنه جدول عمل لا راحة فيه يركِّز على الاستفادة القصوى من وقت الرصد.

انضممتُ إلى الطيارين في قُمرة القيادة في الطابق العلوي، ولاحظت أن الحالة المزاجية أكثر استرخاء هنا. سألت سبايك عن شعوره وهو في آخر رحلة له على الإطلاق مع سوفيا. فأجاب: إنه لشرف كبير أن يكون جزءاً من هذا البرنامج، وأن عمليات التحليق في كرايسْتشيرش كانت حدثاً بارزاً بنحو خاص. ويقول: ”شعرتُ كما لو أن كرايس تشيرش بكاملها كانت تعرف متى تصل طائرة المرصد سوفيا إلى المدينة. كان الناس شديدي الترحيب. وكنت فخوراً جداً بعملي عندما أذهب هناك“.

وقد لمست ذلك بنفسي. ففي كرايستشيرش، كلما ذكرت سبب زياراتي لأي من السكان المحليين، أسرع هؤلاء للحديث بسرور عن قصصهم الخاصة حول سوفيا ومشاطرتها معنا. لكن هذا كان يتناقض مع خيبة الأمل لمعرفة أن الرحلة الحالية هي الأخيرة لسوفيا. في أوائل أغسطس 2022، عندما غادرت كرايستشيرش في طريقي إلى كاليفورنيا للحاق برحلتي مع سوفيا، استوقفني ضابطان من نقطة فحص الجوازات جانباً. لا داعي للقلق، فقد عرفا فوراً الهدف من زيارتي، وأرادا فقط التحدث أكثر عن مرصد سوفيا. ففي الليلة السابقة عرض التلفزيون نشرة إخبارية خاصة تسلط الضوء على إلغاء البعثة. وسألا عما إذا كان هناك أي شيء يمكنهما فعله لإظهار الدعم، وأرادا مني أن أشكر الوكالة ناسا ومركز الفضاء الألماني DLR على زياراتهم على مر السنين.

كانت نهاية برنامج المرصد سوفيا خبراً قاسي الوقع على الفريق العلمي. فقد خلصت مراجعة قسم الفيزياء الفلكية في الوكالة ناسا في نوفمبر 2021، والتي شملت مراجعة أعمال سوفيا على مدار عَقد من الزمن، إلى أن إنتاجية سوفيا العلمية لا تبرر تكاليف تشغيله البالغة 85 مليون دولار سنوياً. تقول مايكسنر: ”لقد جادلنا بأن الدراسة توصلت إلى استنتاجها بناءً على معلومات قديمة، من دون أن تأخذ في الحسبان أحدث اكتشافات سوفيا. وقد عرَضتُ تزويد اللجنة الإدارية بتحديث للمعلومات، لكن لم يُتَح لي ذلك“.

ويوافق على هذا برنهارد شولتز Bernhard Schultz، نائب مدير عمليات البعثات العلمية في برنامج سوفيا، قائلاً: ”لقد وضعنا موضع التنفيذ تحسيناتٍ قابلة للقياس في السنوات الأربع الماضية. العامان الماضيان كانا حاسمين، لكنهما لم يُؤخذا في الاعتبار“.

كانت الساعة الآن الثالثة صباحاً، واختفى بعض زملائي المُعلِّمين، لينالوا قسطاً من الراحة يعينهم على الاستعداد لموعد الهبوط عند الساعة 5:20 صباحاً. ولا أعرف كيف يستمر تركيز علماء الفرق العلمية على أدائهم هكذا، لكنهم يستمرون في العمل.

تُرى كيف تشعر مايكسنر بشأن مستقبل علم الفلك من دون بيانات الأشعة تحت الحمراء الطويلة Far infrared (اختصاراً: الأشعة FIR) التي ينتجها المرصد سوفيا؟

تقول: ”تُكمل البيانات التي جمعناها مع سوفيا تلك البياناتِ التي جمعتها تلسكوبات مثل التلسكوب جيمس ويب الفضائي James Webb Space Telescope، لكن لا شيء يمكنه الآن أن يحل مكان ما أظهره لنا سوفيا. بدا آخر مسح استمر عقداً من الزمن – نفذته الوكالة ناسا – مهتماً بتطوير مسبار يعمل بالأشعة تحت الحمراء الطويلة أو بالأشعة السينية X-ray. غير أن هذا لن يكون قبل 10 سنوات أخرى. وسنشعر بالفجوة في البيانات في السنوات الفاصلة المقبلة“.

---

---

رحلة وداع
بحلول الساعة الخامسة صباحاً، أُغلقت بوابة التلسكوب سوفيا، واكتمل جمع البيانات. أخذنا مقاعدنا، وربطنا حزام الأمان، واستمعتُ إلى تعليمات قمرة القيادة. وتَهدَّج صوتُ سبايك مع هبوط الطائرة، وتشاركنا جميعاً في موجة تصفيق تكريماً له. نزلتُ من الطائرة على المدرج في بالمديل عند الساعة 5:30 صباحاً، عندما ظهر سبايك وبيل. ودعوناهم إلى الانضمام معنا في صورة جماعية؛ ويقول سبايك محاولاً حجب دموعه: ”إنها نهاية حقبة يا أصدقاء، إنها نهاية حقبة“. 

بعد عدة أسابيع فقط، في 30 سبتمبر، أكمل سوفيا رحلة تحليقه الأخيرة. في مدة 8 سنوات من عمله، حلَّق المرصد أكثر من 920 مرة، وأنتج 60 أطروحة دراسات عليا، و401 ورقة بحثية، واستضاف 1,810 مؤلفين مستقلين ومؤلفين مشاركين، وشارك في عمله أكثر من 3,000 باحث من قطاع الأبحاث الدولي.

وسألتُ مايكسنر وشولتز كيف يريدان أن يذكر الناس سوفيا. تقول مايكسنر: ”لاكتشافاته العلمية، وكيف دفع بحدود مجال علم فلك الأشعة تحت الحمراء البعيدة“.

ويضيف شولتز: ”ليس فقط كأعجوبة تكنولوجية، ولكن أيضاً لإنتاجه العلمي الفريد. لكونه فريدَ نوعِه، ولأنه كان مذهلاً“. 

نياف شو Niamh Shaw:

كاتبة علمية ومحاضرة في علوم الفضاء، ومؤلفة كتاب احلم حلماً كبيراً: أوديسة فضائية لامرأة إيرلندية  Dream Big: An Irish Woman’s Space Odyssey