متى يمكننا استيطان الفضاء؟ ناسا تجيب

1484 2017-07-22

ماذا يحدث اذا تحولت افلام الخيال العلمي الى حقيقة؟ وهل من الافضل لنا ان نكتشف وجود مخلوقات اخرى؟ وماذا تكون شكل الحياة اذا قررت تلك المخلوقات المجئ الينا ؟ وهل سيأتون في سلام ؟ ام لغزو الارض وإبادة البشر؟

بعد أن كان اهتمام علماء الفضاء منصبا على كوكب المريخ، تتجه أنظارهم الآن صوب ملاذ محتمل لمظاهر الحياة خارج كوكب الأرض، يتمثل في محيطات سائلة متجمدة على عمق أميال من السطح الجليدي لبعض الأقمار في مجموعتنا الشمسية.

ربما يعد العثور على أي شكل من أشكال الحياة، مهما بلغ من الصغر، في أقمار أو كواكب خارج الأرض كنا نظن يوما ما أنها تخلو من مظاهر الحياة، أحد الاكتشافات الأكثر أهمية على مر التاريخ. لأن هذا الاكتشاف يدل على احتمال وجود حياة في مختلف جنبات الكون.

إلا أن المشكلة الكبرى أن الناس الذين يبحثون عن مظاهر الحياة في أماكن أخرى من المجرة، يرغبون بشدة في العثور عليها.

تهدف وكالة الفضاء الأمريكية ناسا من وراء إرسال مسبار فضائي جديد إلى كوكب المريخ إلى جمع وتخزين عينات من الصخور على سطح ذلك الكوكب حتى يأتي يوم وترسل الوكالة بعثة أخرى لإحضار تلك العينات، لكن متى يمكن أن يحدث ذلك؟

يُعد أحدث مسبار سترسله وكالة ناسا الفضائية إلى المريخ شيئا لا تود أن تصادفه في ليلة مظلمة، وخاصة مع حجمه الضخم، وساقيه الطويلتين، وذيله المضيء، وعنقه الطويل الذي ينتهي برأس ذي عين واحدة.

ولحسن الحظ، فإننا نقف تحت آشعة الشمس الدافئة في مختبر إطلاق الصواريخ والمركبات الفضائية في باسادينا بكاليفورنيا، وأمامنا هذا النموذج الضخم لمسبار ناسا الجديد الذي يعرف باسم "المريخ 2020".

ويقف ذلك المسبار بجوارنا دون حراك. ومع ذلك، فهو كبير بشكل لافت للنظر، ويبدو ونحن نقف إلى جانبه أن حجمه يقارب حجم سيارة عائلية.

لماذا تحول المريخ من كوكب شبيه بالأرض إلى كوكب جاف؟

يحاول باحثون في وكالة الفضاء الامريكية "ناسا" معرفة سبب تحول المريخ إلى كوكب جاف و بارد بعد فقدانه لمجاله المغناطيسي. بيانات أرسلتها مركبة فضائية تابعة للوكالة يمكنها أن تساعدفي فك هذا اللغز.

فيما سينطلق روبوت على أربع عجلات في أرض صخرية تسفعها الريح تبدو وكأنها سطح كوكب ناء في أحد أفلام الخيال العلمي. لكن هذا المشهد ليس في الفضاء الخارجي وإنما عند سفح أنشط براكين أوروبا. وجبل إتنا في صقلية هو موقع اختبار آلة يصل ارتفاعها إلى ثلاثة أقدام قبيل بعثة مستقبلية إلى القمر. ويشرف على الاختبار مركز الفضاء الألماني الذي يدير برنامج ألمانيا الفضائي. يضم البرنامج خبراء من ألمانيا وبريطانيا والولايات المتحدة وإيطاليا لإجراء أبحاث على استكشاف الروبوتات للبيئات القاسية بهدف تطوير معدات روبوتات لاستخدامها في الفضاء.

الى ذلك تمكن فريق بحثي أمريكي من استخدام تقنية جديدة تسمح بصناعة هياكل عبر تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد من خامات تحاكي الغبار والأتربة التي توجد على سطح القمر والمريخ، ما يمكن أن يقرب الإنسان من حلم الحياة على كواكب أخرى.

قديم هو حلم الإنسان باستيطان القمر والمريخ وكواكب الفضاء الأخرى، وعندما يصبح هذا الحلم ممكناً، سوف يحتاجون إلى تصنيع كل احتياجاتهم بدءا من الأدوات الخفيفة حتى المنشآت الضخمة من الموارد المحدودة المتاحة لديهم هناك.

البحث عن "الملاذ الأنسب" للعيش في الفضاء

لا ينكر كريس ماكاي، عالم الكواكب بوكالة ناسا الفضائية، أنه قد سئم من كوكب المريخ، ولم يعد ذلك الكوكب الأحمر المغطى بالأتربة يستهويه كما كان في السابقن ويقول ماكاي، الذي أمضى غالبية حياته المهنية في البحث عن أدلة لوجود حياة على كوكب المريخ: "كانت فكرة وجود مظاهر للحياة على كوكب المريخ تستحوذ على تفكيري لسنين طويلة"، ويتابع: "كنت مغرما بهذا الكوكب إلى أقصى درجة، والآن قررت أن أصرف نظري عنه وأطارد حلما آخر، يحمل كل المقومات التي طالما كنت أبحث عنها". بحسب البي بي سي.

ويعلّق ماكاي الآن آمالا على قمر "إنسيلادوس"، وهو قمر مغطى بقشرة جليدية يدور حول كوكب زحل. وكان المسبار الفضائي كاسيني، الذي يعد ثمرة تعاون لوكالة الفضاء الأمريكية (ناسا) ووكالة الفضاء الأوروبية (إيسا)، قد انطلق في مهمة للبحث عن أدلة وجود حياة على سطح ذلك القمر الذي تتصاعد من قطبه الجنوبي أبخرة مائية، يرجح أن يكون مصدرها محيطا مائيا على عمق كيلومترات عديدة من سطحه.

واكتشف المسبار كاسيني أن هذا الماء يحوي جميع المقومات الضرورية التي نعرفها لدعم الحياة، وهي الكربون، والنيتروجين، بالإضافة إلى مصدر متوفر للطاقة في صورة هيدروجين، ويقول ماكاي: "أعتقد أن هذا هو المكان الذي طالما كنا نبحث عنه، فمن وجهة نظر البيولوجيا الفلكية، هذا هو الاكتشاف الأكثر تشويقا"، لكن لم يتبق على نهاية مهمة المسبار كاسيني سوى أسابيع قليلة، بعدها سيهوي إلى الغلاف الجوي لكوكب زحل ويتحطم.

كان العلماء يعتقدون أن القمر "يوروبا" الذي يدور حول كوكب المشتري هو أحد الأماكن الأكثر احتمالا لوجود مظاهر الحياة خارج الأرض في النظام الشمسي، ويقول ماكاي: "علينا أن نحلق عبر الأبخرة لنبحث عن مظاهر الحياة. وقد طورنا بعثة جديدة لهذا الغرض، وستحلق هذه البعثة على ارتفاع منخفض من القمر إنسيلادوس، وببطء عبر الأبخرة المتصاعدة منه، لجمع عينة كبيرة من هذه الأبخرة والبحث عن أدلة وجود حياة".

وتتنافس هذه المهمة المقترحة مع خمس مهمات أخرى لاستكشاف مذنبات وكويكبات وكواكب في الفضاء، وستحصل المهمة الفائزة على تمويل وكالة ناسا، يقول ماكاي: "أمامنا فرصة الآن للتنافس، ولكنني أرى أننا نسعى لتحقيق هدف رائع لا مثيل له، فنحن سنبحث عن مظاهر الحياة، فما الذي سيبحث عنه المتنافسون الآخرون؟"، ويتابع: "أشعر أننا سنفوز في المنافسة لأننا نضع هدفا جديرا بالاهتمام".

ويعد إنسيلادوس واحدا من بين الأقمار العديدة الأخرى المغطاة بالجليد في مجموعتنا الشمسية، والتي تتضمن مياه سائلة من المحتمل أن تؤوي كائنات مجهرية دقيقة، مثل أقمار يوروبا وكاليستو وغانيميد، التي تدور حول كوكب المشتري. كما يعتقد العلماء أن القمر تريتون، التابع لكوكب نبتون، البعيد عن الأرض، يصلح للعيش تحت ظروف بيئية قاسية.

وسيدور هذا المسبار، المقرر أن ينطلق في عام 2022، حول كوكب المشتري، ويسبر أغوار الأقمار يوروبا وغانيميد وكاليستو، كما تخطط وكالة ناسا لمهمة أخرى ستطلقها في منتصف 2020، تعرف باسم "يوروبا كليبر"، وهي عبارة عن مسبار فضائي غير مأهول مصمم ليمر من أمام القمر يوروبا نحو 40 مرة، ويجري دراسات مستفيضة عن طبيعة سطحه، ويعكف المهندسون بمعمل الدفع النفاث بمدينة باسادينا في ولاية كاليفورنيا الأمريكية، في الوقت الراهن، على التحضير للخطوة التالية، وهي تصميم مجسات فضائية غير مأهولة وأنظمة لجمع عينات من هذه الأقمار المغطاة بالجليد.

يقول هاري نايار، مهندس في مجال علم الروبوت: "تعد الأقمار المغطاة بالجليد من أصعب الأماكن لتشغيل الآلات، بسبب برودتها وبعدها عن الأرض ووعورة سطحها. كما يمثل الوصول إلى السائل، الذي يقع على عمق كيلومترات عديدة من السطح الثلجي، أحد أصعب التحديات في هذه الأقمار".

ويتوقع نايار توالي سلسلة من المهمات الفضائية إلى هذه الأقمار، والتي ستتضمن في النهاية إرسال جهاز روبوت يمكنه حفر طبقات الجليد لجمع العينات. ويقول: "نحن لم نتوصل إلى حل نهائي لهذه التحديات، لكن معمل الدفع النفاث يضم كوكبة من العلماء المهرة الذين يمكن الاعتماد عليهم".

وطور فريق نايار مجموعة من التصورات، تتضمن مسبارا فضائيا للهبوط والتجول على سطح القمر يوروبا، ونظام للتثبيت على السطح باستخدام أسنان بارزة وساخنة لإحكام تثبيت الأدوات في الجليد. وتتضمن الأساليب، التي من المتوقع أن تستخدم لاستخراج العينات من أسفل السطح، جهاز روبوت يستمد حرارته من الطاقة النووية، يمكنه اختراق القشرة الجليدية من خلال إذابةـ وفي الوقت الراهن، لا تزال هذه الأجهزة في بداية مرحلة التجربة لإثبات جدوى الأفكار. ولعل أدق وصف لها أنها الأفكار المتوفرة لدينا حتى الآن، إلى أن نأتي بأفكار جديدة.

مسبار ناسا الجديد الذي سيخزن عينات من تربة المريخ

يقول كين فارلي، عالم الفضاء القائم على ذلك المشروع بوكالة ناسا: "إنه مسبار كبير جدا. والدافع وراء هذا الحجم هو الحاجة إلى الحركة عبر تضاريس وعرة، وحمل عدد كبير من الأدوات العلمية الحديثة".

ويتخذ مسبار "المريخ 2020" - الذي سمي كذلك نسبة إلى السنة التي من المنتظر إطلاقه فيها - نفس الهيكل الأساسي لمسبار "كيوريوسيتي" التابع لوكالة ناسا أيضا، ومنذ هبوط "كيوريوسيتي" على سطح المريخ عام 2012، استكشف ذلك المسبار حوالي عشرة أميال من الأرض، وهو الآن بطيء جدا في طريقه الوعر لصعود مسافة 5.5 كم فوق جبل "ماونت شارب" على سطح المريخ.

ويقول فارلي: "المركبات الجوالة قادرة على القيام بالأشياء ذاتها بنفس الطريقة، فلو كانت لديك شاحنة، سيكون بإمكانك النظر إلى الكثير من الاستخدامات المختلفة لها"، من المنتظر إطلاق مسبار ناسا الجديد في عام 2020 لجمع وتخزين عينات مختلفة من تربة كوكب المريخ، ويوضح قائلا: "لدينا مجموعة من الأهداف العلمية المختلفة عن تلك المتعلقة بإطلاق مسبار كيوريوسيتي، ولدينا كذلك أدوات علمية أخرى".

وفضلا عن العجلات الأكثر قوة، ونظام الملاحة والهبوط الأكثر تطورا، والقدرة الأفضل على حمل أدوات علمية كبيرة، فإن الجيل الجديد من مركبات ناسا المتجولة لديه أداة إضافية مثيرة للاهتمام، وهي عبارة عن مثقب قوي قادر على استخراج عينات من قلب سطح المريخ، حول عصا بحجم أصبع الطباشير.

وستغلف كل عينة من هذه العينات في أنبوب منفصل، وتسحب إلى العربة من خلال ذراع آلية متطورة، ثم تغطى وتسد بإحكام. ويقول فارلي: "سنحمل مجموعة من العينات إلى أن نصل إلى المكان الذي نريد أن نخزنها فيه. ثم ستأتي بعثة أخرى في المستقبل وتتسلم تلك العينات"، ومع وجود أدلة على أن المريخ كان في مرحلة ما مغطى بالماء، وكان جوه يحتوي على غازات أكثر كثافة، فإن أحد الأسباب الأساسية لإرسال بعثات جديدة إليه هو البحث عن علامات ربما تدل على وجود حياة على سطحه.

وتهدف خطة تخزين مجموعة من عينات التربة على سطح المريخ إلى المساعدة في التغلب على بعض المساوئ التكنولوجية للأدوات الحالية.

ويقول فارلي: "إن البحث عن وجود حياة (على المريخ) أمر صعب جدا في ضوء الأدوات التي يمكن أن نحملها على متن المركبات الفضائية حاليا. إننا نحتاج إلى كامل المعدات الموجودة لدينا على الأرض". بحسب البي بي سي.

سيخزن ذلك المسبار العينات التي يجمعها من التربة لحين وصول بعثة فضائية أخرى في وقت لاحق في المستقبل لجلب تلك العينات، وبحلول نهاية مهمته، سيكون مسبار "المريخ 2020" قد جمع حوالي 35 عينة، والتي ربما تحتوي على أدلة قاطعة على وجود حياة على ذلك الكوكب، لكن السؤال هو: كيف سيحضرون هذه العينات إلى الأرض من أجل تحليلها؟، يقول فارلي: "هذا الجزء خطط له بشكل جيد. وهناك أفكار مثل إرسال رواد فضاء لالتقاط صناديق العينات من كوكب المريخ وإعادتها إلى الأرض".

ويضيف قائلا: "الفكرة التي تم تطويرها جيدا هي أنه سيكون هناك تعاقب في البعثات التي سترسل لمتابعة تلك المهمة"، ومع ذلك، فقد قطعت ناسا شوطا طويلا منذ هبوط مسبارها "سوجورنر"- وهو أول عربة جوالة تصل لكوكب المريخ، وكان محمولا على متن مركبة الفضاء باثفايندر- على سطح المريخ في يوليو/تموز عام 1997، أي منذ 20 سنة، كان ذلك المسبار الصغير، الذي يبلغ طوله 65 سم فقط ويعمل بالطاقة الشمسية، قد صُمم للعمل لمدة أسبوع واحد فقط، لكنه تمكن من العمل لمدة 83 يوما.

وقد أعقب إرسال مركبة باثفايندر إرسال مركبتين أكبر حجما، وهما "سبيريت" و"أوبورتونيتي" في عام 2004، ثم مركبة كيوريوسيتي بعد ذلك بثماني سنوات، وبالإضافة إلى أدوات جمع العينات، فإن مسبار "المريخ 2020" سيأتي ومعه ملحقات أخرى، وخاصة مولد الأوكسجين الذي يُدعى "موكسي". وقد تم تصميم ذلك المولد لاستخلاص الأوكسجين من ثاني أكسيد الكربون في جو المريخ، وهي تكنولوجيا يمكن لها أن توفر الأوكسجين في المستقبل للبشر الذين قد يعيشون على كوكب المريخ في يوم من الأيام.

ويقول رون غاران، رائد فضاء متقاعد من وكالة ناسا: "عندما نبدأ في استكشاف الأجرام الأخرى في النظام الشمسي، سواء كنا نعود إلى القمر أو إلى المريخ، فإننا نضطر إلى العيش بعيدا عن الأرض إلى حد ما. وأحد الأشياء العديدة التي تفعلها هذه البعثات هو التفكير في كيفية استخدام الموارد المتاحة هناك من أجل مواصلة استكشاف الفضاء".

اختبار روبوتات استكشاف القمر في جبل إتنا في صقلية

ينطلق روبوت على أربع عجلات في أرض صخرية تسفعها الريح تبدو وكأنها سطح كوكب ناء في أحد أفلام الخيال العلمي. لكن هذا المشهد ليس في الفضاء الخارجي وإنما عند سفح أنشط براكين أوروبا.

وجبل إتنا في صقلية هو موقع اختبار آلة يصل ارتفاعها إلى ثلاثة أقدام قبيل بعثة مستقبلية إلى القمر. ويشرف على الاختبار مركز الفضاء الألماني الذي يدير برنامج ألمانيا الفضائي، يضم البرنامج خبراء من ألمانيا وبريطانيا والولايات المتحدة وإيطاليا لإجراء أبحاث على استكشاف الروبوتات للبيئات القاسية بهدف تطوير معدات روبوتات لاستخدامها في الفضاء. بحسب رويترز.

وقال بوريس بنكي خبير البراكين بالمعهد الوطني للبراكين في كاتانيا بالقرب من جبل إتنا "يهدف هذا لمحاكاة بعثة هبوط مستقبلية افتراضية على القمر أو المريخ ويستخدمون الكثير من الروبوتات الموجودة لنقل وتركيب مختلف المعدات".

ويأمل العلماء أيضا في استخدام الروبوتات لاستكشاف أعماق جبل إتنا واستخراج بعض البيانات التقنية المفيدة بشأن حركة الزلازل. وسيتم تطبيق التقنيات المستقاة من اختبارات إتنا في بعثات للقمر أو استكشاف المريخ، وتوشك مرحلة أولية لاختبار الروبوت على الانتهاء في منطقة بيانو ديل لاجو بالبركان وهي منطقة مقفرة تجتاحها رياح قوية، وبعد ذلك سيتم تركيب شبكة معدات تشمل روبوتات طوافة وطائرات بدون طيار لرصد النشاط الزلزالي تحاكي بدقة الشبكة التي ستستخدم على القمر.

لماذا تحول المريخ من كوكب شبيه بالأرض إلى كوكب جاف؟

خلصت لدراسة نشرت في دورية "ساينس" أن غلافا جويا كثيفا أحاط بالمريخ وحافظ على دفئه ورطوبته وذلك قبل نحو أربعة مليارت سنة عندما كانت الحياة على الأرض في طور البداية. وأظهرت قياسات سجلتها إحدى المركبات الفضائية التابعة لإدارة الطيران والفضاء الأمريكية "ناسا" التي تدور حول المريخ أن الجزيئات المشحونة في الرياح الشمسية قلصت بمرور الوقت الغلاف الجوي للمريخ وتركت غشاء رقيقا من الغازات حول الكوكب لا يزال ينكمش.

وقال بروس جاكوسكي كبير الباحثين في الدراسة وهو من جامعة كولورادو بمدينة بولدر الأمريكية عبر الهاتف "تشير خطوط الأدلة إلى الفترة بين قبل نحو 3.7 مليار سنة وأربعة مليار سنة عندما تلف المريخ." وأضاف أن الظروف على المريخ في البدايات كان من الممكن أن تسمح بعيش الجراثيم لكن مع اختفاء الغلاف الجوي السميك المحيط بالكوكب "تحول من كوكب رطب يمكن أن تكون على سطحه حياة إلى الكوكب البارد الجاف الذي نراه اليوم".

وتكشف النتائج لماذا انتهى الحال بكوكب بدأ بظروف شبيهة بالأرض بشكل مختلف تماما وما الظروف التي قد تجعل الكواكب خارج المجموعة الشمسية مناسبة للحياة. والعلماء غير متأكدين من السبب الذي جعل الغلاف الجوي للمريخ عرضة للتأثر بالرياح الشمسية لكنهم يعتقدون أن للأمر علاقة بفقد الكوكب لمجاله المغناطيسي. بحسب رويترز.

واستند البحث الذي أجري برعاية ناسا إلى قياسات للعنصر الكيميائي أرجون عند ارتفاعات مختلفة في الغلاف الجوي الرقيق المحيط بالمريخ إذ عكفت المركبة الفضائية مافين على قياسه منذ أكتوبر تشرين الأول 2015. وتشير القياسات إلى أن المريخ فقد 66 بالمائة من غاز الأرجون في غلافه الجوي منذ أن نشأ الكوكب قبل نحو 4.6 مليار سنة. واستنتج جاكوسكي وزملاؤه من هذا الرقم معدل فقد الغلاف الجوي للمريخ لغازات أخرى.

وكان ثاني أكسيد الكربون ولا يزال يمثل النسبة الأكبر من الغلاف الجوي للمريخ. وقال جاكوسكي "هذه هي الإجابة التي توقعناها بشكل ما. تتماشى مع كل الأمور الأخرى التي تحدث على سطح المريخ".

الطباعة المجسمة تقرب الإنسان من حلم استيطان كواكب أخرى

توصل فريق بحثي من مختبر هندسة الأنسجة وإضافات التصنيع بجامعة نورث ويسترن الأمريكية برئاسة راميل شاه إلى تقنية جديدة تسمح بصناعة هياكل عبر تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد من خامات تحاكي الغبار والأتربة التي توجد على سطح القمر والمريخ.

ويعتبر هذا العمل امتداداً لمشروع سابق قامت به راميل شاه وفريقها العلمي لاستخدام خامات جديدة في مجال الطباعة المجسمة، حيث سبق لهم طباعة عظام بشرية مرنة وأنابيب كربونية متناهية الصغر وسبائك معدنية وغيرها. وينقل الموقع الإلكتروني الأمريكي "ساينس ديلي" المتخصص في الأبحاث العلمية عن راميل شاه قولها: "بالنسبة للأماكن التي تندر فيها الموارد الطبيعية مثل سطح القمر والكواكب، سوف يحتاج البشر إلى توظيف جميع الخامات المتاحة لديهم من أجل البقاء على قيد الحياة".

وأضافت بالقول إن: "التقنية الجديدة تفتح الباب على مصراعيه أمام إمكانية صناعة أغراض وظيفية وإنشائية مختلفة على نحو يسمح بالحياة خارج كوكب الأرض". وتستخدم شاه خامات أقرتها وكالة الفضاء الأمريكية "ناسا"، تشبه الأتربة والغبار الموجود على سطح القمر والمريخ من حيث التركيب وشكل الذرات والحجم وغير ذلك من المواصفات. بحسب وكالة الانباء الألمانية.

ورغم صناعتها من كتل حجرية صلبة وصغيرة، إلا أن المواد المصنوعة عبر تقنية الطباعة المجسمة تتميز بالمرونة والمتانة في نفس الوقت مثل المطاط، ومن الممكن تقطيعها ولفها وتحويلها إلى الشكل المطلوب. وتقول شاه: "لقد قمنا بصناعة قطع طوب متداخلة عن طريق الطباعة المجسمة مثل قطع 'لعبة الليغو' ومن الممكن استخدامها في صناعة كتل البناء".

وتعكف شاه وفريقها البحثي في الوقت الراهن على بحث إمكانية حرق المواد التي يتم تصنيعها عبر الطباعة الثلاثية في أفران بحيث يمكن تحويلها من مواد مطاطية مرنة إلى قطع صلبة تشبه السيراميك. وبالرغم من أن الطريق ما زال طويلاً أمام الحياة على الكواكب، إلا أن شاه تعتقد أنه يتعين بدء التخطيط لهذا المستقبل من الآن.


اشترك في قناة النبأ على التلجرام لاخر التحديثات على الرابط ادناه:
https://telegram.me/nabaa_news
التعليقات
تغيير الرمز

تعليقات فيسبوك
آخر الاضافات
الاكثر مشاهدةفي (علوم)
اسبوع
شهر
سنة
الكل
فيسبوك