غزو ​​المريخ

لقد كان البشر دائمًا فضوليين لمعرفة ما يحمله الكوكب. بدءاً من القدماء الذين تابعوا الكواكب من الأرض، وانتهاءً بالسفن الفضائية التي تطفو على سطح الكواكب. الحلقة الأولى في السلسلة

لأجيال عديدة، أذهل الكوكب الأحمر البشر، الذين حلموا وأملوا في اكتشاف علامات الحياة عليه. فمن القدماء الذين رأوا حركة الكوكب الأحمر في سماء الليل ونسبوا إليه خصائص غامضة، إلى علماء اليوم الذين يفحصون وجهه باستخدام المركبات الفضائية التي تدور حوله على ارتفاع مئات الكيلومترات وعن طريق الروبوتات المسافرة على سطحها المغبر - يبدو أنه لا يوجد إنسان يبقى غير مبالٍ بسماء هذا الكوكب الرابع من الشمس. قبل خمسين عاما، مع بداية عصر الفضاء، بدأ علماء وتقنيون من الاتحاد السوفييتي والولايات المتحدة بإطلاق مركبات فضائية بحثية نحو المريخ.

في السنوات الأولى، انتهت معظم المهام بالفشل، ولكن مع تطور تكنولوجيا الرحلات الفضائية، والملاحة الدقيقة، وزيادة موثوقية منصات الإطلاق ومكونات المركبة الفضائية نفسها، بدأ المزيد والمزيد من المركبات الفضائية في العمل. وينفذون مهامهم بنجاح، والتي كانت تتزايد من مهمة إلى أخرى. فمثلا، أثناء قراءتك لهذه السطور، تتحرك مركبتان يتم التحكم بهما من الأرض على سطح المريخ، وثلاث مركبات فضائية أمريكية تعمل على رسم خريطة المريخ وتصويره من ارتفاع مئات الكيلومترات، كما تدور مركبة فضائية أوروبية أيضا ويرسل لنا صورًا بأعلى جودة. يتم بناء مركبات فضائية جديدة، وتتشكل روبوتات أكثر تقدمًا في مختبرات مختلفة حول العالم، ويمكن للمرء أن يرى بالفعل علامات - لن تتحقق إلا في غضون عشرين عامًا تقريبًا - للأبحاث المأهولة على الكوكب الأحمر. سيتم في هذا المقال تقديم لمحة تاريخية مختصرة عن أبحاث المريخ باستخدام المركبات الفضائية، كما سيتم عرض المشاريع الرئيسية في أبحاث المريخ للسنوات القادمة.

الخطوات الأولى

شكلت البعثات إلى المريخ تحديًا للقوى الفضائية الأولى، الاتحاد السوفييتي والولايات المتحدة، حتى في بداية الرحلات الفضائية. وقام البلدان بمحاولات عديدة للوصول إلى المريخ وتصويره عن قرب. انتهى جزء كبير من مهمات جينيسيس هذه بالفشل: بعض المركبات الفضائية لم تقترب من المريخ على الإطلاق، وفشل البعض الآخر في دخول مدار القهوة حوله، وتحطم عدد من المركبات الفضائية التي كان من المقرر أن تهبط على سطح المريخ. عليها أو احترقت في غلافها الجوي نتيجة دخولها بزاوية غير مناسبة. لقد حصل الروس على المركز الأول في وضع مركبة فضائية في مدار حول المريخ، وحتى أول هبوط سلس على سطحه. أطلق الاتحاد السوفييتي مركبتين فضائيتين بحثيتين إلى المريخ في أكتوبر 1960، لكن لم تتمكن أي منهما من الوصول إلى الفضاء بسبب أعطال في الإطلاق.

تم إجراء ثلاث عمليات إطلاق أخرى في عام 1962، دون نجاح. تم تنفيذ بعثات سوفيتية إضافية إلى المريخ في عامي 1963 و1964 (مركبة فضائية واحدة كل عام)، وفي عام 1969 (مركبتان فضائيتان)، وفي عام 2 (1971 مركبات فضائية)، وفي عام 3 (1973 مركبات فضائية) - ولم ينجح أي منها في مهمتها (بعضها) للمركبة الفضائية التي مرت بالقرب من المريخ وتمكنت من نقل بعض الصور). تم تجهيز معظم هذه المركبات الفضائية أيضًا بمجموعات هبوط مصممة لاستكشاف سطح المريخ. في نفس الوقت الذي كان فيه الاتحاد السوفييتي، كانت الولايات المتحدة تدير برنامجها البحثي الخاص بالمريخ، باستخدام سلسلة المركبات الفضائية مارينر. في عام 4، أطلقت الولايات المتحدة مركبتين فضائيتين من طراز مارينر (مارينر 1964 و3) إلى المريخ. كانت هذه مركبات فضائية مصممة للمرور بالقرب من المريخ والتقاط الصور وإجراء قياسات مختلفة - مثل المجال المغناطيسي - دون محاولة وضعها في مدار حول المريخ. ولم تتمكن مارينر 4 من تحرير نفسها من الصاروخ الذي كانت تحمله خارج الأرض، بينما تمكنت مارينر 3 من المرور بجانب المريخ وتنفيذ مهمتها. تم إطلاق مارينر 4 و6 عام 7، وتمكنا من دخول مدار القهوة حول المريخ. تم إطلاق زوج آخر، مارينر 1969 و8، في عام 9، لكن مارينر 1971 فقط هو الذي تمكن من الوصول إلى المريخ في المسار المحدد له. لكن المهمة انتهت بخيبة أمل، لأنه عندما اقتربت المركبة الفضائية من المريخ، اندلعت عواصف ترابية ضخمة على سطحه، مما لم يسمح لكاميرات المركبة الفضائية بنقل معلومات مفيدة إلى الأرض.

استمرت الفترة الأولى لاستكشاف المريخ بواسطة المركبات الفضائية ما يزيد قليلاً عن عقد من الزمن، وفاقت إخفاقاتها نجاحاتها. ومع ذلك، يجب أن نتذكر أنه في ذلك الوقت كانت موثوقية منصات الإطلاق في الاتحاد السوفيتي والولايات المتحدة أقل بكثير مما هو معتاد في الوقت الحاضر. كان التنقل بمركبة فضائية إلى مسافة عشرات الملايين من الكيلومترات أمرًا معقدًا ومعقدًا، وفشلت العديد من مكونات المركبة الفضائية نفسها بعد إقامة طويلة نسبيًا في الفضاء. لقد تم حل جزء كبير من هذه المشاكل، لذلك يمكن تسمية تلك الفترة بـ "فترة التعلم". تميزت المرحلة الثانية من المركبات الفضائية البحثية، خلال السبعينيات والثمانينيات، بمعدلات نجاح أعلى ومهمات فضائية أكثر تعقيدًا.

غزو ​​المريخ

لقد كان البشر دائمًا فضوليين لمعرفة ما يحمله الكوكب. بدءاً من القدماء الذين تابعوا الكواكب من الأرض، وانتهاءً بالسفن الفضائية التي تطفو على سطح الكواكب. الحلقة الثانية من مسلسل طل انبار

في بداية المقال تابعنا الخطوات الأولى لاستكشاف الفضاء. سنتعامل الآن مع مهمة الفايكنج الأمريكية والاكتشافات الجديدة للقرن الحادي والعشرين وعصر الروبوتات المتنقلة.

فايكنغ، وهي مهمة تستحق التنويه بشكل خاص من قبل مركبتين فضائيتين أمريكيتين، والتي تضمنت مكونًا مداريًا ومكونًا للهبوط. كانت مركبة فايكنغ الفضائية أول مركبة فضائية أمريكية تهبط بنجاح على سطح المريخ. وأجرت المركبة الفضائية التي هبطت على المريخ عام 1976، سلسلة من التجارب كان هدفها تحديد ما إذا كانت الكائنات الحية الدقيقة موجودة على سطح المريخ. وتم تركيب مختبرات متطورة داخل مركبة الهبوط، والتي صممت لاختبار ما إذا كانت الكائنات الحية، التي تحافظ على عملية التمثيل الغذائي، قد وجدت في عينات التربة التي تم إدخالها إلى المركبة الفضائية بواسطة ذراع ميكانيكية.

داخل المختبرات الآلية، تم جلب الماء من الأرض، والمواد العضوية، وحتى تقليد الغلاف الجوي المريخي، الذي تضمن ثاني أكسيد الكربون، وهو الكربون الذي يحمل علامة إشعاعية. كان الهدف هو فحص النشاط الأيضي في عينات تربة المريخ. ورغم إجراء التجربة في كلتا المركبتين عدة مرات، إلا أن النتائج لم تكشف عن وجود كائنات دقيقة من أي نوع على المريخ. منذ هبوط مركبة الفضاء فايكنج على المريخ، كثرت الانتقادات للتجارب وتخطيطها، ومن الماضي الآخر هناك باحثون يعتقدون أن تجارب المركبة الفضائية كشفت أن هناك بالفعل نشاطًا يمكن أن يعزى إلى وجود أشكال الحياة البدائية على المريخ.

خلال ثمانينيات وتسعينيات القرن العشرين، أُطلقت عدة بعثات إلى المريخ، وانتهت معظمها بالفشل. وفي عام 20، عاد الاتحاد السوفييتي إلى محاولاته لإطلاق مركبة فضائية بحثية إلى المريخ. تم إطلاق مركبتين فضائيتين - فوبوس 1988 وفوبوس 1 - نحو المريخ، لكن كلاهما فشلا. فُقدت المركبة الفضائية فوبوس 2 وهي في طريقها إلى المريخ بينما فُقدت المركبة الفضائية فوبوس 1، والتي تضمنت أيضًا مركبة هبوط، بالقرب من قمر المريخ فوبوس. في عام 2، أطلقت الولايات المتحدة مركبة فضائية بحثية كبيرة ومكلفة للغاية (أكثر من مليار دولار في ذلك الوقت)، تسمى Mars Observer. وقبل فترة قصيرة جدًا من دخول المركبة الفضائية إلى مدارها حول المريخ، انقطع الاتصال بها لسبب لا يزال مجهولًا. وكانت مهمة هذه المركبة الفضائية هي تصوير سطح المريخ بدقة عالية.

وفي عام 1996، فشل إطلاق مركبة فضائية روسية تسمى مارس 96، والتي تضمنت، لأول مرة على الإطلاق، منطادًا مصممًا لاستكشاف البيئة المريخية. تم إطلاق المركبة الفضائية مارس 96 إلى الفضاء باستخدام قاذفة ثقيلة من نوع البروتون، إلا أن عطلًا في المرحلة العليا للقاذفة منعها من الوصول إلى مدارها، فسقطت وتحطمت على الأرض. يمكن رؤية نقطة مضيئة في سلسلة الإخفاقات في المركبة الفضائية الأمريكية Mars Global Surveyor (MGS). كانت هذه المركبة الفضائية نشطة حول المريخ حتى عام 2007 وأرسلت صورًا إلى الأرض أكثر من جميع المركبات الفضائية لاستكشاف المريخ مجتمعة. وكانت هذه المركبة الفضائية أول من اكتشف من على ارتفاع مئات الكيلومترات فوق سطح المريخ روبوتات أبحاث ناسا، سبيريت وأبورتيونيتي، التي هبطت في عام 2004. وفي بداية عام 2007 انقطع الاتصال بهذه المركبة الفضائية.

وفي عام 1998، تم إطلاق أول مركبة فضائية يابانية لاستكشاف المريخ، أطلق عليها اسم نوزومي. بسبب مشاكل في نظام الوقود ونظام الملاحة في المركبة الفضائية، تعطلت هذه المركبة الفضائية ولم تدخل مدارًا حول المريخ. اختتمت ثلاث إخفاقات أمريكية العقد الرابع من استكشاف المريخ بواسطة المركبات الفضائية. فشلت المركبة الفضائية Mars Climate Orbiter بسبب وجود تعارض بين برنامج مركز مراقبة الأرض، الذي كان لا يزال يعمل بالبوصة والقدم، والمركبة الفضائية، التي تحولت بالفعل إلى العمل بالنظام المتري. وعندما أعطيت الإشارة لتفعيل محرك فرملة المركبة الفضائية وخفض مسارها، تم تنفيذ الأمر، ولكن بقيم أعلى 2.5 مرة من تلك التي قدمها مركز التحكم. ونتيجة لذلك، دخلت المركبة الفضائية الغلاف الجوي للمريخ واحترقت. وفي نفس العام، فشلت مركبة فضائية أمريكية أخرى تسمى Mars Polar Lander في الهبوط السلس. سبب فشل هذه المركبة الفضائية غير معروف. حملت هذه المركبة الفضائية مركبتي هبوط صغيرتين فقدتا أيضًا.

استكشاف المريخ في القرن الحادي والعشرين

إن محاذاة الكواكب، الأرض والمريخ، تخلق فرصة جيدة كل عامين لإطلاق مركبة فضائية من الأرض إلى المريخ. وليس من المستغرب أن تحاول الولايات المتحدة، ابتداءً من عام 1997، إطلاق مركبة فضائية بحثية إلى المريخ كل عامين. وكانت مركبة مارس أوديسي، التي أُطلقت عام 2001، أول مركبة فضائية أمريكية تصل إلى المريخ بعد توقف طويل. وهي مركبة فضائية للبحث والتصوير الفوتوغرافي تدور حول المريخ على ارتفاع مئات الكيلومترات وتنقل صورًا عالية الدقة لسطح المريخ إلى الأرض. وبعد ذلك بعامين، تم إطلاق المركبتين الفضائيتين اللتين هبطتا على كوكب المريخ، وهما مركبات سبيريت وأبورتيونيتي التي هبطت في عام 2004.

وفي نفس العام 2004، وصلت مركبة فضائية أوروبية إلى المريخ لأول مرة. أُطلق على المركبة الفضائية اسم Mars Express، وتم استخدامها كقمر صناعي عالي الجودة للتصوير الفوتوغرافي للمريخ. تستمر هذه المركبة الفضائية في العمل حتى يومنا هذا، حيث تنقل ثروة من البيانات العلمية القيمة. وإلى جانب هذه المركبة الفضائية، وصلت مركبة هبوط بريطانية التصميم تسمى Beagle 2 إلى المريخ. وكان من المفترض أن تهبط هذه المركبة الفضائية على سطح المريخ وتجري دراسات جيولوجية، لكن منذ أن انفصلت المركبة الفضائية الصغيرة Beagle 2 عن المركبة الفضائية Mars Express في طريقها للهبوط على المريخ، فُقد الاتصال بها، ومن المفترض أن تحطمت المركبة الفضائية أثناء الهبوط. وفي عام 2، بدأت المركبة الأمريكية Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) العمل، لتنضم إلى المركبة الفضائية Mars Odyssey في استكشاف المريخ من ارتفاعه المداري (حوالي 2006 كيلومتر).

ولذلك أدركنا أنه حتى مع تقدم تكنولوجيا الإطلاق الفضائي والملاحة، فإن البعثات إلى المريخ لا تزال على درجة عالية من المخاطر مقارنة بالمركبات الفضائية البحثية الموجودة في بيئة الأرض. يمكن للأخطار بمختلف أنواعها أن تلحق الضرر بالمركبات الفضائية المتجهة إلى المريخ، بما في ذلك العواصف الشمسية الشديدة، التي تطلق إلى الفضاء تيارًا من الجسيمات المشحونة ذات الطاقة العالية - كما حدث لمركبة الفضاء اليابانية نوزومي. مثل هذا التدفق للجسيمات قادر على التسبب في العديد من الأعطال في الأنظمة الإلكترونية داخل المركبة الفضائية.

عصر الروبوتات المتنقلة

وكانت أول مهمة تم فيها وضع مركبة روبوتية على سطح المريخ هي مهمة باثفايندر، التي هبطت على المريخ في 4.7.1997 يوليو 21. وكان هذا أول هبوط على المريخ منذ هبوط مركبة الفضاء فايكنغ على المريخ قبل 50 عاما، وكانت هذه المهمة أول من حقق رؤية رئيس وكالة ناسا آنذاك دانييل غولدن: أصغر وأسرع وأرخص. للمقارنة - تكلف المهمة، بما في ذلك البحث والتطوير والإطلاق وتشغيل المركبة الفضائية وتحليل البيانات، حوالي عُشر مركبة فايكنغ الفضائية الواحدة. ولأول مرة تم إجراء هبوط ناعم، أي هبوط لطيف يسمح للمركبة الفضائية والأدوات الموجودة بداخلها بالهبوط دون ضرر على سطح المريخ، وذلك بمساعدة نظام مكابح مبتكر يعتمد على نفخ الوسائد الهوائية. . وبعد هبوط المركبة الفضائية على المريخ، فُتحت عبوتها وخرج روبوت صغير يبلغ طوله حوالي XNUMX سم فقط. وكانت السيارة مجهزة بست عجلات، لكل منها محرك منفصل. ترتيب العجلات أعطاه جريمة جيدة. وقام الروبوت بعدة مهام بحثية جيولوجية، وكان مزودا بكاميرات وجهاز تحديد المدى بالليزر وجهاز لفحص التركيب الكيميائي لصخور المريخ في موقع الهبوط. ونظرًا لأن هذه المهمة كانت تجريبية بطبيعتها، فإن الروبوت لم يبتعد كثيرًا عن مركبة الهبوط، التي كانت أيضًا بمثابة محطة ترحيل لنقل البيانات من المريخ إلى الأرض.

الروح والفرصة الروح والفرصة هما روبوتان يمثلان أكبر قصة نجاح حتى الآن لاستكشاف المريخ باستخدام المركبات الفضائية والروبوتات. وتضمنت المهمة إطلاق مركبتين فضائيتين متطابقتين إلى المريخ، وتحمل كل منهما روبوتا أكبر حجما وأكثر تطورا من روبوت ناسا الأول الذي انطلق إلى المريخ عام 1997. انطلقت المهمات في يونيو ويوليو 2003، ووصلت إلى المريخ في يناير 2004. وكان من المفترض أن تعمل هذه المهمات لمدة 3 أشهر، لكن تبين أن جميع أنظمة الروبوت تعمل بشكل صحيح وبكفاءة تفوق بكثير التوقعات الأكثر تفاؤلاً للعاملين في وكالة ناسا. . ولذلك، تم تمديد مهمة الروبوتات بشكل متكرر، وحتى وقت كتابة هذا المقال، استمر كلاهما في العمل بشكل صحيح، بعد مرور 3 سنوات ونصف تقريبًا على هبوطهما على المريخ.

يشبه الروبوتان الجيولوجيين الذين رفعوا سطح المريخ ويتعرفون على تاريخه. هبطت سفينة الفضاء التي جلبت الروبوت سبيريت في منطقة كان فيها في الماضي البعيد فيضان شديد، مما تسبب في انجراف كبير للصخور من مصادر وأنواع مختلفة. يتم استكشاف هذه الصخور بواسطة الروح. أما الروبوت الآخر، أوبورتيونيتي، فقد هبط في منطقة توقع مسؤولو ناسا أنها كانت تحتوي على مسطحات مائية كبيرة. وتبين أن الروبوت "أبورتيونيتي" هبط في منطقة كانت عبارة عن بحر ضحل على سطح المريخ. واكتشف هذا الروبوت، من بين أمور أخرى، أدلة على وجود صخور رسوبية على المريخ - وهو اكتشاف مهم، لأنه كان تأكيدا لفرضية أنه في الماضي كانت هناك مسطحات مائية كبيرة على المريخ.

إلى الجزء الثاني