الفضاء في العام 2024

إيزي بارسن Ezzy Pearson:
محررة المقالات في مجلة سماء الليل BBC Sky at Night Magazine. كِتابُها روبوتات في الفضاء Robots in Space من منشورات History Press.

تجوالٌ على القمر

من المقرر أن تكشف مركبتان جوالتان عن جانب جديد تماماً من القمر في العام 2024

شهد القمر شيئاً من تجدد الاهتمام به في العقد الماضي، حيث وضعت مزيدٌ من الدول، بل حتى من شركات خاصة، أنظارَها على سطحه الرمادي. وبينما ركزت البعثات في ستينات وسبعينات القرن العشرين على خط استوائه المضاء جيداً والسلامة النسبية على جانبه القريب، فإن البعثات الجديدة يبدو أنها ستمر بوقت أكثر تحدياً.

في مايو تقريباً، تخطط وكالة الفضاء الصينية لإرسال بعثة شانغ آه 6 (‘Chang’e 6)، لإعادة عينات من الجانب البعيد للقمر. سيكون موقع هبوطها في حوض إيتكين Aitken Basin في قطبه الجنوبي، وهو فوهة تصادمية يبلغ قطرها 2,500 كم، وعمقها 8 كم، تشكلت منذ أكثر من أربعة بلايين سنة. وفي أثناء بعثتها التي تستغرق 53 يوماً، ستستخدم تشانغ آه 6 مثقاباً لجمع عينات من تربة القمر من عمق يصل إلى مترين تحت سطحه. وبعد ذلك ستُخزَّن في مركبة صعود، ثم تطلق إلى المدار لتلتقطها مركبة مدارية حول القمر لتعود بها إلى الأرض. ستكون هذه أول مرة يلقي فيها علماء جيولوجيا الكواكب نظرة فاحصة على عينات صخرية من الجانب البعيد للقمر، وستساعد الباحثين على فهم السياق الكامل لكيفية تطوره وتغيُّره عبر تاريخه.

ومع إيلاء عناية كبيرة لضمان بقاء العينات من دون تلوث، ستكون هناك بعض المواد التي ستذوب أو تغلي عند إعادتها إلى المناخات المعتدلة الموجودة على الأرض. تشمل هذه المواد المتطايرة مجموعة من المواد الكيميائية المهمة جداً مثل ثاني أكسيد الكربون، والميثان، وأهمها الماء.

فالماء عنصرٌ حيوي للحياة ولكثير من العمليات الجيولوجية على الأرض، ولهذا السبب كانت مشاعر الإثارة الجياشة عندما عثر المسبار الهندي شاندرايان-1 (Chandrayaan-1) على دليل على وجود مياه كامنة في القطب الجنوبي للقمر في العام 2009. تُشرق الشمس على ارتفاع منخفض فوق هذه المنطقة التي تلقي بظلالها الطويلة وتخلق زوايا معتمة في فوهات لم تمسها أشعة الشمس طوال بلايين السنين، مما يعني أنها كانت قادرة على حجز المياه منذ زمن سحيق في ماضي المجموعة الشمسية.

ومع الأسف فإن هذا يعني أن الوصول إلى هذه المياه سيتطلب مغامرة الوصول إلى مناطق الظل المعتمة هذه. وهذا هو السبب في أن أحدث مركبة جوالة تابعة للوكالة ناسا، وهي المركبة VIPER، خُطط لها التوجُّه إلى القمر في نوفمبر، لتكون هي أول جوالة كوكبية مجهزة بمصابيح أمامية. ستكون البعثة أيضاً أول مشروع للوكالة ناسا على الإطلاق إلى القطب الجنوبي للقمر، وأول مركبة قمرية ذاتية العمل، وأول مهمة لها تهبط على القمر منذ المهمة أبولو 17 في العام 1972.

وفي أثناء عملها الذي سيستمر مدة 100 يوم، تهدف بعثة فايبر VIPER إلى تعقب أي وجود للماء، وتقييم قدراتها كأداة علمية، وكمرجع للمهمات القمرية المستقبلية. وإضافة إلى مصابيحها الأمامية، تتمتع المركبة بنظام قيادة جديد يسمح لكل عجلة بالتحرك بنحو مستقل. سيساعد هذا المركبة VIPER في التنقل على تربة القمر غير المتماسكة وعبر تضاريسه الصعبة، وتغيُّر اتجاهها من دون دوران، وحتى ”السباحة“ عبر الغبار لتحرر ذاتها إذا علقت في مكان ما.

ليس مؤكداً أي شكل يمكن للماء أن يتخذه هناك جليد أو صقيع، أو ماء مختلط بتربة القمر لكن كاميرات المركبة VIPER ستتمكن من تقييم المنطقة بحثاً عن أكثر المواقع الواعدة. وبعد ذلك ستحفر لإخراج مواد من عمق يصل إلى متر واحد تحت السطح، باستخدام مقاييس الطيف E على متنها لتفحصها بحثاً عن الماء، إضافةً إلى المواد المتطايرة ومعادن أخرى.

ومن جانبه البعيد إلى أعتم زواياه، احتفظ القمر بأجزاء منه خفية طوال بلايين السنين. وفي العام 2024، من المقرر كشف بعض أسراره على الأقل، وإخراجها إلى النور.

سماء المريخ

ستستكشف بعثات الكوكب الأحمر سماءَه وأقمارَه

سيشهد أغسطس وسبتمبر المُقبلان فرصة الإطلاق الأحدث إلى المريخ، وهي فرصة تحين مرة كل عامين لإرسال مهمة إلى الكوكب الأحمر. ستفيد عدة مهمات في هذا العام من هذه الفرصة، ولكن بدلاً من التركيز على سطح الكوكب، فهي ستنظر إلى ما يحدث فوقه.

ستطلق الوكالة ناسا مركبتها الفضائية Escape and Plasma Acceleration and Dynamics Explorer (اختصاراً: المركبة EscaPADE) في هذا العام، ومن المخطط لها أن تدخل المدار في سبتمبر 2025. ستتكون البعثة من مركبتين فضائيتين، تدوران وتعملان جنباً إلى جنب لفهم آلية تفاعل الغلاف الجوي للكوكب والغلاف المغناطيسي بنحو أفضل بعضها مع بعض ومع الرياح الشمسية لتوجيه تدفق الجزيئات والطاقة حول الكوكب. سيكون أحد المجالات الرئيسة للدراسة هو كيف ساهمت الرياح الشمسية في فقدان المريخ غلافَه الجوي.

ستنضم إليهما في رحلتهما إلى الكوكب الأحمر بعثة استكشاف أقمار المريخ (MMX) التابعة للوكالة استكشاف الفضاء اليابانية، والتي ستوجه نظرها إلى قمري المريخ الصغيرين. ستقضي المركبة الفضائية معظم وقتها مرافقة لقمره فوبوس Phobos الذي يبلغ قطره 23 كم، لتمسح سطحه بتفصيل دقيق. ثم في أغسطس 2025، ستنفذ الجزء الأكثر جرأة من عملها بهبوطها على سطح فوبوس لتلتقط كمية تصل إلى 10 غرامات من مادته كي تُعيدها إلى الأرض.

بعد ذلك، ستنفذ المركبة عدة تحليقات بالقرب من القمر ديموس Deimos الذي يبلغ قطره 15 كم، قبل مغادرتها مدار المريخ في أغسطس 2028، وتصل إلى الأرض في يوليو 2029. ستجيب البيانات المستمدة من الرحلة والعينات المعادة عن كثير من الأسئلة حول قمرَي المريخ، من قبيل ما إذا كانا جزءاً منه في السابق، واقتطعا منه بفعل حادثة تصادم، أو ما إذا جاءا من مكان آخر قبل أن تُمسكهما جاذبية الكوكب.

وقد تكون هناك أيضاً على الطريق بعثة ثالثة محتملة من منظمة أبحاث الفضاء الهندية. أُعلِنت في البَدء بعثةُ المريخ المدارية 2 (Mars Orbiter Mission-2) (تسمى أيضاً مانغاليان 2 Mangalyaan-2) بتاريخ إطلاق محدد في العام 2024، ولكن لم يُكشَف كثير عنها منذ ذلك الحين. وسواء حلقت في هذا العام أو مع فرصة الإطلاق التالية، ستدرس بعثة مركبة المريخ مدارية الغلاف الجوي للكوكب، مع تركيز خاص على الغبار الموجود في مدار المريخ، لتحديد ما إذا كان مصدرُه الكوكب أو قمرَيه.

وأياً ما كانت البعثات التي ستشق طريقها في هذا العام، فإن سماء المريخ هي التي ستحتل مكان الصدارة في العام 2024.

التلسكوب فيرا روبن

سيُلقي هذا المرصد أول نظرة له على السماء

بعد مرور أكثر من عَقد من بدء العمل على قمة سلسلة جبال سيرو باشون Cerro Pachón في تشيلي، يجري الآن وضع اللمسات الأخيرة على الأداة الفلكية العظيمة التالية: المرصد فيرا سي. روبين Vera C Rubin Observatory. عند اكتماله سيكون التلسكوب روبن، الذي سيحظى بقطر مرآة 8.4 م وكاميرا بدقة 3,200 ميغابكسل، كبيراً بما يكفي لاستيعاب 40 قمراً في طور البدر في إطار واحد. وسيستخدم هذه القدرة الهائلة لمسح السماء بكاملها بمعدل مرة كل ثلاثة إلى أربعة أيام، على مدى 10 سنوات على الأقل. ستكون هذه الخرائط المتكررة وعاليةُ الجودة ضروريةً لتعقب انفجارات السوبرنوفا والكويكبات وجميع أنواع الأجرام والأحداث الفلكية الأخرى. إضافة إلى ذلك، سيولِّد عَقد البيانات والمعلومات هذا خريطة عميقة بما يكفي لكشف ما يصل إلى 20 بليون مجرّة جديدة، وعدد مماثل من النجوم، ليؤدي هذا إلى إنشاء فهرس للسماء أكثر اكتمالاً من أي وقت مضى.

انتهى بناء التلسكوب في العام 2023، وينصب الاهتمام الآن على تركيب أدواته ومعداته. وقد جرى تعيين أحد أهم الأهداف له في نهاية العام 2024، عندما تتعرض كاميراته لسماء الليل أول مرة. ستساعد هذه الأرصاد الأولى فريق علماء التلسكوب على تحسين تركيزه Focus ومحاذاته Alignment، ليكون جاهزاً لبَدء أرصاده العلمية في ربيع العام 2025.

يوروبا كليبر

ستغوص بعثة الوكالة ناسا هذه تحت سطح هذا القمر الغامض لكوكب المشتري

هنا على الأرض، حيث يوجد الماء توجد الحياة، ولكن هل هذا صحيح في أي مكان آخر في المجموعة الشمسية؟ يُعتقَد أن أحد أقمار المشتري الجليدية، يوروبا Europa، هو مكان لمحيط من المياه السائلة تحت سطحه، ومن المحتمل أن يكون موطناً لشكل من حياة ميكروبية.

تخطط الوكالة ناسا لإرسال مركبتها الفضائية يوروبا كليبر Europa Clipper في هذا العام لإجراء فحص شامل للقمر يوروبا، وتحديد مدى احتمال إيوائه لحياة تحت جليده. سترسم المركبة الفضائية خريطة للقمر يوروبا، على سطحه وأعماقه. وباستخدام الكاميرات وأجهزة قياس الطيف، ستنتج أطلساً تفصيلياً لكامل سطحه، بحثاً عن علامات مواد كيميائية عضوية يمكن أن تشكل الوحدات الأساسية للحياة، إضافةً إلى اكتساب فهم أفضل للعمليات الجيولوجية التي ترسم وجهه. وفي الوقت نفسه ستسمح قياسات الرادار والمغناطيسية والجاذبية لبعثة يوروبا كليبر بالنظر تحت سطح يوروبا، لتؤكد أخيراً ما إذا كان هناك محيط تحته أو لا. وستكون هذه القياسات قادرة على تقييم سُمك قشرة يوروبا الجليدية، وعمق محيطه، بل وحتى ملوحة هذا المحيط. كما ستراقب أيضاً علامات اندفاع نفاثات الماء في غلاف يوروبا الجوي، التي أشارت أرصادٌ أخرى إلى وجودها.

من المخطط إطلاق مهمة يوروبا كليبر في أكتوبر، لكنها لن تصل إلى نظام كوكب المشتري قبل إبريل 2030. وعند وصولها، لن تتمكن المركبة الفضائية من الدوران حول يوروبا مباشرةً، لأنه يوجد في منطقة ذات إشعاع قوي ناتج عن الحقل المغناطيسي القوي لكوكب المشتري. بدلاً من ذلك ستحلق المركبة الفضائية في مدار دائري واسع حول الكوكب، وتنقض بالقرب من القمر يوروبا لتقترب من سطحه إلى ارتفاع 25 كم. ستحلق يوروبا كليبر بالقرب من يوروبا 50 مرة تقريباً بهذه الطريقة، لترسم لنا أكمل صورة على الإطلاق لما يوجد تحت سطح هذا القمر الغامض.

مهمة آرتيمس 2 تعيد البشر إلى القمر

سيكون أعضاء هذا الطاقم هم البشر الأوائل الذين يصلون إلى جوار القمر منذ أكثر من 50 عاماً

الوكالة ناسا تعود إلى القمر. مع نهاية هذا العَقد، تأمل الوكالة وضعَ أول امرأة وأول شخص ملون على سطح القمر، وفي هذا العام ستتخذ خطوة أخرى نحو هذه القفزة العملاقة الجديدة مع المهمة آرتيمس 2 (Artemis II).

إذا سارت المهمة بحسَب الخطة، فستطلَق في نوفمبر 2024، بطاقم يتكون من القائد ريد وايزمان Reid Wiseman، والطيار فيكتور غلوفر Victor Glover، والأخصائية الرئيسة كريستينا كوتش Christina Koch من الوكالة ناسا، وهذه هي الرحلة الفضائية الثانية لثلاثتهم. سينضم إليهم رائد الفضاء الكندي جيريمي هانسن Jeremy Hansen، في رحلته الأولى هذه. وستكون الرحلة هي المرة الأولى التي يطير فيها طاقم العمل على متن منظومة الإطلاق الفضائي (SLS)، أو كبسولة طاقم أورايون.

في البَدء سيطوف الطاقم في جولة حول الأرض مدتها 90 دقيقة، يليها دوران مداري أطول مدته 42 ساعة. سيتيح لهم ذلك وقتاً لاختبار أنظمة دعم الحياة عبر دورة كاملة من النشاط والتمارين والراحة. وبعد أن يصير كل شيء على ما يرام، ستنطلق الكبسولة على مسارها نحو القمر، لتسافر على طول خط عودة حر Free-return trajectory يأخذها في مسار على شكل الرقم ثمانية (8) حول القمر. ستحلق الكبسولة مسافة 7,400 كم خلف الجانب البعيد للقمر، وهي أبعد مسافة يقطعها إنسان على الإطلاق حول جانبه الخلفي، وبعيدة ما يكفي ليتمكن الطاقمُ من رؤية القمر والأرض معاً من نافذة الكبسولة. بعد ذلك سيعود الطاقم ليهبط أرضاً بعد 10 أيام من بَدء البعثة.

إذا سارت الأمور على ما يرام في هذه البعثة، فستكون البعثة آرتيمس 3 Artemis III هي أول بعثة هبوط (بشري) من بعثاتها، ومن المقرر لها أن تهبط في العام المقبل. الهدف من برنامج آرتيمس ليس مجرد تنفيذ مهمات وضع ”أعلام وآثار أقدام“، بل إنشاء وجود أكثر جدوى واستدامة على القمر. وفي الوقت نفسه، تهدف الوكالة ناسا إلى إطلاق الأقسام الأولى من محطة فضائية دائمة تدور حول القمر، تُسمى البوابة القمرية Gateway. وحال اكتمالها، ستتمكن بعثات آرتيمس المستقبلية من استخدامها كمحطة لانطلاق رحلات إلى سطح القمر، ليؤدي ذلك إلى وجود (بشري) طويل الأمد على القمر.

ومع ذلك فإن الوكالة ناسا لن تتخلى عن المدار الأرضي المنخفض. تخطط شركة بوينغ في إبريل 2024 لإجراء أول رحلة تجريبية مأهولة لمركبتها الفضائية ستارلاينر Starliner. سيقود المركبة رائدا الفضاء المخضرمان في الوكالة ناسا، باتش ويلمور Butch Wilmore، وسوني ويليامز Suni Williams، للالتحام بمحطة الفضاء الدولية ISS عدة أيام لاختبار تشغيل جميع الأنظمة. إذا سارت الأمور على ما يرام، فستدخل المركبة ستارلاينر في دورة منتظمة لنقل رواد الفضاء من وإلى محطة الفضاء الدولية. من المؤكد أن السنوات القليلة المقبلة ستكون سنوات مزدحمة برحلات الفضاء المأهولة.