العلم > أطلقت أوروبا المسبار الفضائي كولومبوس إلى كوكب عطارد

أطلقت أوروبا المسبار الفضائي كولومبوس إلى كوكب عطارد

وعلى الرغم من القرب النسبي لكوكب هيما منا، إلا أن موقعه يجعل من الصعب الانطلاق إليه مباشرة، لذا سيتعين على المركبة الفضائية المرور مرتين بالقرب من الأرض، ومرتين بالقرب من كوكب الزهرة وأيضا بالقرب من كوكب هيما عدة مرات. ومن المفترض أن تصل المركبة الفضائية إلى وجهتها وتبدأ في استكشافها نهاية عام 2025

كتبه ديفيد روثري، أستاذ جيولوجيا الكواكب، جامعة المملكة المتحدة المفتوحة. ترجمة: آفي بيليزوفسكي

تحديث: تم نشر المقال قبل الإطلاق وتم تنفيذه بنجاح.

المركبة الفضائية فاي كولومبو بالقرب من كوكب هيما. الشكل: وكالة الفضاء الأوروبية ESA

ستطلق وكالة الفضاء الأوروبية بالتعاون مع وكالة الفضاء اليابانية الليلة (20/10/18، الساعة 04:45 بتوقيت إسرائيل) المركبة الفضائية BepiColombo إلى كوكب كوخاف هاما من قاعدة الإطلاق Coureau في غينيا الفرنسية على متن صاروخ Ariane 5.

وتم إطلاق المركبة الفضائية بعد 25 عاما من اقتراح المجموعة الأولى من العلماء لوكالة الفضاء الأوروبية بضرورة إطلاق مركبة فضائية لاستكشاف كوكب هيما، وبعد 18 عاما من موافقة وكالة الفضاء الأوروبية على المشروع باعتباره المهمة "حجر الأساس". فئة من المهام العلمية الممتازة التي تتطلب أيضًا تطوير تكنولوجيا جديدة مهمة. وتشمل المهام الأساسية السابقة لوكالة الفضاء الأوروبية مهمة روزيتا التي قامت بدراسة مذنب، وتلسكوب ليزا باثفايندر الفضائي.

لماذا كوكب هيما؟ هذا كوكب مثير للاهتمام. كشفت المركبة الفضائية ميركوري ماسنجر التابعة لوكالة ناسا، والتي استكشفت كوكب هيما في 2015-2011، عن أسباب عديدة لحماس العلماء. على سبيل المثال النواة الكبيرة نسبيا لكوكب عطارد. لا نعرف لماذا لا يزال منصهرًا ويمكنه إنشاء مجال مغناطيسي على عكس المريخ والزهرة. لغز آخر هو وفرة المواد المتطايرة (غير المحددة إلى حد كبير) على السطح. ولا ينبغي أن تكون هذه موجودة في الكوكب المتكون بهذا القرب من الشمس وكوكب هيما الآن.

علم الصواريخ

سيكون مدار BepiColombo الأولي عبارة عن مدار بيضاوي الشكل حول الشمس. أولاً في الجزء الداخلي من مدار الأرض، ولكن في أوائل عام 2019 سيعبر مدار الأرض وسيكون بعيدًا عن الشمس معظم أيام العام. وسيعود بعد ذلك للتحليق لاستخدام جاذبية الأرض للتسارع نحو كوكب الزهرة. وفي عام 2020 وبعد عام، ستقوم المركبة الفضائية بتحليق مماثل بالقرب من كوكب الزهرة. وستواصل بعد ذلك القيام بالتحليق حول كوكب هيما في 2025-2021، وفي نهاية المطاف في ديسمبر 2025، ستتباطأ سرعتها بما يكفي لدخول مدار حول كوكب هيما.

المهمة، التي سميت على اسم جوزيبي (بيبي) كولومبو، الذي اقترح لأول مرة تنفيذ رحلات عبور للمركبات الفضائية بالقرب من الكواكب من أجل تسريع سرعتها، هي مشروع مشترك بين وكالة الفضاء الأوروبية ونظيرتها اليابانية جاكسا.

تتكون المركبة الفضائية في الواقع من شرطتين منفصلتين. تلك التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية يبلغ طولها مترين وتزن أكثر من طن وهي عبارة عن آلة كوكب عطارد المداري، مبو. عندما تصل هذه المركبة الفضائية إلى عطارد، فإنها سترث اسم بيكولومبو. والمركبة الفضائية اليابانية أصغر حجما وتزن ربع وزن المركبة الفضائية الأوروبية فقط. وفي يونيو الماضي، تقرر تسميتها MIO، والتي تعني الملاحة الآمنة باللغة اليابانية. أثناء الرحلة إلى كوكب ميركوري ميو، سيتم تخزينه داخل درع الشمس بينما يكون متصلاً بجانب واحد من مسير الشمس الأوروبي.

على الجانب الآخر من المركبة الفضائية المتكاملة توجد وحدة نقل عطارد، مكون MTM الذي تديره وكالة الفضاء الأوروبية وسيوفر الدفع الذي سيأخذ المركبة الفضائية إلى مدارها حول كوكب عطارد. وله أجنحة طولها 7.5 متر مغطاة بمجمعات شمسية مهمتها تحويل ضوء الشمس إلى كهرباء لتشغيل المحرك الأيوني. يقوم هذا المحرك بإنشاء التسارع عن طريق تسريع غاز الزينون بشحنة كهربائية موجبة (عن طريق فصل الإلكترونات عن الذرات). يمكن لهذه الطريقة أن توفر تسارعًا عاليًا جدًا مقارنة باستهلاك الوقود مقارنة بالصواريخ الكيميائية التقليدية.

المركبة الفضائية فاي كولومبو تمر في رحلة جوية بالقرب من الأرض. الشكل: وكالة الفضاء الأوروبية

تعني الجاذبية الهائلة للشمس أن الأمر يتطلب طاقة أكبر لوضع المركبة الفضائية في مدار مستقر حول عطارد مما يتطلبه إطلاق المركبة الفضائية نيو هورايزنز إلى كوكب بلوتو البعيد. ولهذا السبب، سيتم تفعيل المحرك الأيوني على فترات خلال نصف زمن الرحلة، وذلك بشكل أساسي لإبطاء المركبة الفضائية قبل وصولها إلى كوكب هيما.

ولسوء الحظ، فإن تكوين الرحلة للمركبة الفضائية المتكاملة لا يسمح بإجراء تجارب علمية على الكواكب التي تمر بها المركبة الفضائية. أفضل الصور التي من المحتمل أن نحصل عليها أثناء رحلات العبور ستكون من كاميرات الصور الشخصية الموجودة على MTM.

عند وصول المركبة الفضائية إلى هيما في أواخر ديسمبر 2025، سيتم فصل وحدة النقل، وسيدور ميو 15 دورة في الدقيقة وسيتم إطلاقه في مدار بيضاوي للغاية حول هيما. ستقوم وكالة الفضاء الأوروبية بتشغيلها واستخدام ما تبقى من كولومبو كمحطة ترحيل.

ستقوم وكالة الفضاء الأوروبية بعد ذلك بإطلاق الدرع الشمسي وستستخدم المركبة الفضائية محركاتها الكيميائية للوصول إلى مدار أقل وأكثر دائرية حول عطارد. ومن هناك سيتم استكشاف سطح الكوكب باستخدام مجموعة متنوعة من الكاميرات والأدوات الأخرى. قد تساعد البيانات في فهم التاريخ الجيولوجي لعطارد بتفاصيل أفضل بكثير من Messenger الأصغر والأبسط. سيتم تجهيز كلتا البوصلتين بمقاييس مغناطيسية حتى يتمكن كل من Pi و Mio من الإبلاغ في وقت واحد عن حالة المجال المغناطيسي في مكانين في نفس الوقت وبالتالي سيكون من الممكن التعرف على المجال المغناطيسي والتغيرات التي تنطبق عليه.