تشانغ آه 6 رحلات إلى الجانب البعيد من القمر

في يوم 16 ديسمبر 2020، هبطت كبسولة العودة لبعثة تشانغ آه 5 (Chang’e 5) في منطقة منغوليا الداخلية ذاتية الحكم في الصين، بعد أن قطعت مئات آلاف الأميال عائدةً من القمر، وحاملةً على متنها 1,731 غم من الغبار القمري الثمين. ومن اللافت أن هذه هي أول بعثة إعادة عينات قمرية منذ أن أعادت المركبة لونا 24 السوفييتية عينةً وزنها 170 غم في أغسطس 1976. غير أنه لن يكون هناك انتظار ثانٍ مدة 44 عاماً أخرى في هذه المرة، إذ تخطط الصين لإطلاق البعثة التالية لجلب عينة قمرية في هذا العام، مع توقُّع إطلاقها في شهر مايو. 

ستتجه تشانغ آه 6 إلى الجانب البعيد من القمر، وستجلب منها أول عينة قمرية تحصل عليها البشرية من هذه المنطقة، ليمثل هذا نصراً رمزياً وعلمياً، وربما استراتيجياً، مهماً للقوة الفضائية الصاعدة. كانت هذه البعثة في الأصل هي بعثة احتىاطية لبعثة تشانغ آه 5؛ وهي تتكون من أربع وحدات مستقلة: مركبة الهبوط Lander، ومركبة الصعود Ascender، والمركبة المدارية Orbiter، ومركبة الإعادة Return، بكتلة إجمالية تقدر بـ 8,200 كغم. وستُطلَق المركبة من مركز ونتشانغ Wenchang للإطلاق الفضائي، على متن أقوى صاروخ تملكه الصين حالياً، وهو لونغ مارش 5 (Long March 5).

فور دخول تشانغ آه 6 إلى مدار قمري، ستنفصل مركبة الهبوط عن المركبة المدارية، وتنزل إلى سطح القمر، لتنجز عملية هبوط سلسة، ذاتية تماماً، في منطقة فوهة حوض آيتكن Aitken Basin في القطب الجنوبي للقمر South Pole–Aitken (اختصاراً SPA)،
وهي فوهة صدمية Impact crater قطرها 2,500 كم في الجانب البعيد من القمر. من المعلوم أن هذه الفوهة هي أكبر وأعمق وأقدم فوهة على سطح القمر (بعمر يقدَّر بما بين 4.2 و4.3 بليون سنة)، وتتميز بتركيبة جيوكيميائية غير عادية تختلف عن بقية سطح القمر.

”مركبة الهبوط الصينية تشانغ آه 4 ومركبتها الجوالة هما المركبتان الوحيدتان اللتان هبطتا على الجانب البعيد من القمر“

وإلى يومنا هذا، فإن مركبة الهبوط الصينية تشانغ آه 4 ومعها مركبتها الجوالة هما المركبتان الوحيدتان اللتان هبطتا على الجانب البعيد من القمر. كان هذا الجانب من القمر قد خضع لعمليات مسح نفذتها عدة بعثات مدارية سابقة، ولكن بما أن البعثات السوفييتية والأمريكية في ستينات وسبعينات القرن العشرين ظلت تعمل على الجانب القريب من القمر فقط، لذا فإننا لم نحصل مطلقاً على عينات من جانبه البعيد.

ستتيح العينات التي ستجمعها مركبة تشانغ آه 6 إجراء مزيد من الدراسات لبنية تلك المنطقة، كي تمنح العلماء فهماً أفضل بكثير لآلية تشكُّل القمر. كما يُعتقد أيضاً أن الارتطام الذي أنتج معلم فوهة حوض آيتكن في القطب الجنوبي للقمر قد حفر عميقاً في قشرته، وهذا يمكن أن يوفر رؤى حول التركيب الجيولوجي لباطنه.

بعد هبوط تشانغ آه 6 على سطح القمر، ستصل قدرتها على حفر تربته إلى عمق مترين. ومن المتوقع لها أن تجمع كمية 2كغم تقريباً من مادة التربة (أي تقريباً نفس الكمية التي جمعتها البعثة السابقة)، ثم تنقلها إلى حاوية إعادة العينة باستخدام ذراع روبوتية. وستخزن العينة بعد ذلك في عربة الصعود، التي ستنطلق من أعلى مركبة الهبوط لتلتقي المركبةَ المدارية؛ ومن ثم تُنقل العينات لاحقاً إلى مركبة العودة لإعادتها إلى الأرض. عندما تصل هذه الأخيرة إلى ارتفاع 5,000 كم عن سطح الأرض، ستنفصل مركبة الإعادة عن المركبة المدارية استعداداً لدخول الغلاف الجوي. وستحمل المظلات الكبسولة في المراحل الأخيرة لتهبط بها في منطقة سيزيوانغ بانر Siziwang Banner، في منغوليا الداخلية.

استمرت بعثة تشانغ آه 5 مدة 22 يوماً، أما بعثة تشانغ آه 6 فيتوقع لها أن تستمر مدة 53 يوماً، وهذا يرجع بنسبة كبيرة إلى التعقيد الإضافي الذي تنطوي عليه عملية الهبوط على الجانب البعيد من القمر. ونظراً إلى أن هذا الجانب من القمر لا يقابل الأرض مطلقاً، بسبب ظاهرة تُعرف بـ”التقييد المدي“ Tidal locking، فإن المركبة ستتواصل مع فرق العلماء الصينيين على الأرض عبر القمر الاصطناعي الوسيط كويكياو-2 (Queqiao-2).

تُعَد سلسلة الأقمار الاصطناعية القمرية الجديدة كويكياو جزءاً أساسياً من خطط الصين القمرية طويلة الأجل. ستدعم هذه الأقمار بعثتي تشانغ آه 7 و8 التاليتين، إضافةً إلى بعثة تشانغ آه 6، وستساعد في تمهيد الطريق للمحطة الدولية للأبحاث القمرية (ILRS) الآتية، وهي مشروع كبير مشترك بين الصين وروسيا خُطِّط له لعقد الثلاثينات المقبل، ويهدف إلى إرساء وجود طويل الأمد على سطح القمر. وسيجعل هذا من بعثة تشانغ آه 6 جزءاً مهماً من برنامج الفضاء الصيني طويل المدى.

الصورة الأكبر
يدير البرنامج الصيني لاستكشاف القمر (CLEP) جهود الصين لاستكشاف القمر، وهو جزء فرعي تابع لإدارة الفضاء الوطنية الصينية (CNSA)، ويتألف من 4 مراحل:

– المرحلة الأولى: تكونت من بعثتي تشانغ آه 1 و2، اللتين وصلتا إلى مدار قمري في العامين 2007 و2010، ونفذتا عمليات رسم الخرائط والاستشعار من بُعد.

– المرحلة 2: مثلتها بعثتا تشانغ آه 3 و4 (إضافةً إلى القمر الاصطناعي كويكياو-1)، وتمكنتا من وضع مركبة هبوط، وأخرى جوالة، على سطح القمر في العامين 2013 و2018.

– المرحلة 3: تمثلها بعثة تشانغ آه 5، التي جمعت عيناتٍ قمرية من منطقة مونز رومكر Mons Rümker في العام 2020، وأعادتها إلى الأرض.

– المرحلة 4: تُمثلها بعثات تشانغ آه 6 و7 و8، وستهدف إلى تطوير تقنيات استكشاف القمر على المدى الطويل، والتحضير لإعداد محطة الصين القمرية المستقبلية، وهي محطة القمر الدولية لاستكشاف القمر. ومن المتوقع أن ترسَل البعثتان الأخيرتان في العامين 2026 و2028 على التوالي.

معدات دولية

التعاون الدولي هو جانب متزايد الأهمية في استكشاف القمر

في إبريل 2018 وجهت إدارة الفضاء الوطنية الصينية دعوة إلى الشركاء الدوليين لتقديم مقترحات لتجارب يمكن أن تحملها بعثة تشانغ آه 6 إلى القمر. وكانت هناك كتلة حمولة إجمالية تعادل 10كغم متاحة للمشاركة، اختير لها الأربعة التالية:

تجربة DORN (الكشف عن انبعاث غاز الرادون):
هي جهاز قياس طيف جسيمات آلفا، الذي سيدرس ديناميات انتقال غاز الرادون وعناصر أخرى بين تربة القمر، التي تُعرَف بـ”الفُتات الصخري“ Regolith، وطبقة الإكزوسفير Exosphere، وهي الغلاف الجوي الخارجي الرقيق جداً للقمر. قدم المعهد الفرنسي لأبحاث فيزياء الفلك وعلم الكواكب (IRAP) المعدات الخاصة بهذه التجربة.

تجربة INRRI (جهاز دراسة ليزري سلبي عاكس خلفاً على مركبة الهبوط والجوّالة القمرية):
الأداة INRRI هي جهاز تحقيقات ليزري سلبي عاكس خلفاً، سيتاح للبعثات القمرية المستقبلية لاستخدامه في تحديد المدى البصري. وهو يُصنَّع في مختبر SCF في روما، إيطاليا.

تجربة NILS (دراسة الأيونات السالبة على سطح القمر):
مطياف كتلي لقياس الأيونات السالبة التي يطلقها سطح القمر بسبب تفاعله مع الرياح الشمسية. الجهاز NILS هو من تصميم المعهد السويدي لفيزياء الفضاء.

التجربة ICUBE-Q:
قمر اصطناعي مكعب يهدف إلى الكشف عن آثار الجليد على سطح القمر، من صُنع معهد إسلام أباد للعلوم والتكنولوجيا في باكستان، بالتعاون مع جامعة شنغهاي جياو تونغ.

وعلى الرغم من عدم البدء رسمياً قبل العام 2004 أي بعد أكثر من 30 عاماً من بعثات أبولو الأمريكية الأولى فإن اهتمام الصين باستكشاف القمر يعود إلى أوائل تسعينات القرن العشرين، عندما حدث النظرُ في مقترحات في إطار خطة وطنية لتطوير التكنولوجيا الفائقة تُعرف باسم البرنامج 863 (Program 863). لكن الخطط القمرية لم تبدأ رسمياً إلا بعد أن أطلقت الصين رائدَها الأول إلى المدار، وهو يانغ ليوي Yang Liwei، في العام 2003. ومنذ ذلك الحين، شهدت البلاد خمس بعثات ناجحة متتالية، ساعدت كل منها على ”عبور النهر بتلمُّس أحجاره“ – وهي عبارة صينية تشير إلى اجتياز موقف معقد بتحقيق خطوات صغيرة مدروسة.

وبفضل تلك المهمات متزايدة الطموح والأهمية، استطاعت الصين أن تؤسس بنية تحتىة فضائية عالمية المستوى، وأصبحت شريكاً محتملاً في برامج الفضاء، يحظى بتقدير كبير في معظم أنحاء العالم. غير أن أي دولة لديها برنامج قمري كبير ستحتاج إلى أسباب وجيهة للشروع في مثل هذا البرنامج. فالبعثات القمرية تكلِّف بلايين الدولارات، ومخاطرها كبيرة، وهي تشغل كثيراً من ألمع العقول التقنية في البلد. في بعض الأحيان، تبدو أسباب الصين مبهمةً، ومتعددةً أيضاً، بما في ذلك تقدُّمها العلمي، وقدرتها على استخدام الموارد، وديبلوماسيتها الدولية، وقوتها الناعمة.

سلسلة توابع كويكياو القمرية

التوابع الاصطناعية التي تدور حول القمر هي أساسية للعمليات على الجانب البعيد

تتمثل إحدى أكبر المشكلات في عملية هبوط بعثة على الجانب البعيد من القمر في أن المركبات الفضائية لا يمكنها التواصُل مباشرة مع الأرض من سطح القمر، لأن القمر نفسه يحجب إشارات الرسائل الراديوية. ولحل هذه المشكلة، تستخدم الصين أقمار إعادة الاتصال Relay satellites لنقل الإشارات اللاسلكية من سطح القمر إلى الأرض.

أُطلق أول هذه الأقمار، واسمه كويكياو Queqiao، في 20 مايو 2018. وهو يدور في مدار هالة Halo orbit حول نقطة لاغرانج 2 (L2) بين الأرض والقمر، التي تقع خلف القمر مباشرة بالنسبة إلى الأرض. وقد ساعد كويكياو على دعم بعثة تشانغ آه 4، وهي أول بعثة على الإطلاق تهبط على الجانب البعيد من القمر عندما حطت داخل فوهة فون كارمان Von Kármán في يناير 2019. أما القمر كويكياو2- (Queqiao-2)، الذي أُطلق في مارس 2024، فهو أكبر حجماً من سابقه، بوزن يبلغ 1,200كغم، وقد وُضِع في مدار قمري بيضاوي متجمد Frozen orbit، مما يعني أنه يستطيع دعم البعثات العاملة عبر أنحاء القمر كله.

كما اقتُرِحت سلسلة مستقبلية من أقمار كويكياو، لتوفر ليس فقط عمليات إعادة توجيه الاتصالات، بل أيضاً خدمات الملاحة والاستشعار من بُعد. ما زالت التفاصيل غير معروفة إلى حد كبير، ولكن يُعتقَد أن المرحلة الأولى منها، وهي كويكياو Queqiao v1.0، قد تكون جاهزة بحلول العام 2030. وستتألف هذه المرحلة من القمر كويكياو-2، وأيضاً القمر المستقبلي كويكياو-3، إضافةً إلى القمرين الاصطناعيين الاختباريين تياندو-1 (Tiandu-1)، وتياندو-2 (Tiandu-2)، اللذين سيحلِّقان معاً في تشكيلٍ لاختبار تقنيات الملاحة والاتصالات القمرية.

بعد ذلك ستُرسَل مجموعة الأقمار كويكياو من الجيل الثاني (Queqiao v2.0)، وستضم 16 قمراً اصطناعياً، بين العامين 2030 و2040، لتتيح قدرات محسّنة للاستشعار من بُعد، وعرض نطاق تردُّدي أعلى (1-10 غيغابايت/ثانية) ودقة أفضل في تحديد المواقع. أما الجيل الأخير، الذي سيُطلق في عقد الأربعينات، فسيكون أعلى أداءً، وسيمكنه العمل أيضاً كمحطات لإعادة توجيه الإشارات الراديوية بين الكواكب.

لماذا القمر مهم
يمثل التطور العلمي جانباً محورياً، مع التركيز على تطوير فهم جيولوجيا القمر وكيميائية تُربته وتضاريسه. يمكن لهذه بدورها أن توفر معلومات قيّمة عن التاريخ المبكر للمجموعة الشمسية والأرض. كما أن قُرب القمر من الأرض هو أيضاً عامل تمكين رئيس للصين لتطوير تكنولوجيات فضائية في مجالات مثل البيولوجيا والطب وعلم الفلك.

ويُعَدّ استكشاف الموارد محركاً رئيساً آخر لجهود الصين في استكشاف القمر. فالصين مهتمة جداً باحتمال وجود الجليد في المناطق دائمة الظل عند قطبي القمر، وهو اهتمام تشاركها فيه قوى فضائية كبرى أخرى. وينعكس هذا الاهتمام المشترك في البعثات الأخيرة والتالية من الولايات المتحدة والصين والهند وغيرها التي تستهدف منطقة القطب الجنوبي للقمر. ومن المعلوم أن الجليد يمكن حصادُه للحصول على الماء والأكسجين والهيدروجين. وهذان الأخيران يعملان كمزيج وقود دافع للصواريخ. ومن المعروف أيضاً أن القمر يحتوي على تركيزات مهمة من الهيليوم-3، وهو مورد نادر وضروري لعمليات الاندماج النووي.

إضافةً إلى ذلك تنظر الصين إلى القمر كمصدر محتمل لتنمية اقتصادية كبيرة. ومع أنه من الواضح أن هذا التصور يجب أن يؤخذ على محمل الجد، إلا أن باو ويمين Bao Weimin، وهو شخصية صينية بارزة في صناعة الفضاء، كان قد اقترح في أواخر العام 2019 إنشاء اقتصاد فضائي جديد، أطلق عليه اسم ”المنطقة الاقتصادية بين الأرض والقمر“، متوقعاً ناتجاً اقتصادياً يصل إلى حجم 10 تريليونات دولار بحلول العام 2050.

أما فيما يتعلق بالديبلوماسية والقوة الناعمة، فقد تضمَّن كثيرٌ من مهمات تشانغ آه السابقة أجهزةً ومعدات من شركاء دوليين، وستحمل بعثة تشانغ آه 6 على متنها أربعة أجهزة علمية من فرنسا وإيطاليا والسويد وباكستان، مما يضيف بُعداً ديبلوماسياً إلى هذه المهمات.

وعلى المدى الطويل يُروَّج للمحطة القمرية ILRS المشتركة بين الصين وروسيا، كبديل لبرنامج آرتيمس Artemis الذي تقوده الولايات المتحدة. وبدءاً من مارس 2024 وقّعت ست دول، إضافةً إلى الصين وروسيا، على هذا البرنامج، وهي جنوب إفريقيا وباكستان ومصر وبيلاروسيا وفنزويلا وأذربيجان.

كما ستتيح العيناتُ القمرية نفسها فرصاً للتعاون الدولي. عندما أُعيدت عينات تشانغ آه 5 إلى الأرض، منحت الصين معاهدها ومؤسساتها المحلية أولوية الوصول إليها مبدئياً، قبل إتاحتها للشركاء الدوليين بعد عامين ونصف. ومن المتوقع أن تُعامل عينات تشانغ آه 6 بالطريقة نفسها.

تمنح عينات تشانغ آه 5 و6 الصين ورقة مساومة مهمة في ديبلوماسيتها الفضائية الدولية، مع تقديم الوكالة ناسا طلباً للحصول على عينات تشانغ آه 5 في أواخر العام 2023، بعد موافقة الحكومة الأمريكية لها لتطلب ذلك. ولا شك أنهم سيكونون والمؤسسات الأخرى أشد حرصاً على وضع أيديهم على الصخور القمرية التي ستُحضرها تشانغ آه 6 من الطرف البعيد للقمر، ليتمكنوا من إلقاء أول نظرة على الإطلاق على هذا العالم الغامض الذي يتوارى عادةً عن أنظارنا. 

بلين كورسيو Blaine Curcio (في اليسار)، وجان ديفيل Jean Deville (في اليمين)، هما مؤسسا الموقع الإلكتروني dongfanghour.com، وأيضاً قناة يوتيوب، للتركيز على أبحاث قطاع الفضاء الصيني