ولن ينفجر اليورانيوم إلا بعد ابتعاد المركبة الفضائية عن الأرض
آفي بيليزوفسكي
على اليسار، سيتطلب Jimmo طاقة أكبر من أي مركبة فضائية سابقة؛ على اليمين: فكرة فنية لتصوير تحطم مركبة الفضاء جاليليو على كوكب المشتري
تحديث: انظر أدناه: لن ينفجر اليورانيوم إلا بعد ابتعاد المركبة الفضائية عن الأرض
ابدأ بالتصميم الأولي لمركبة فضائية نووية ستستكشف أقمار المشتري
آفي بيليزوفسكي
11/12/2003
بدأ العلماء في التخطيط بالتفصيل لاقتراح بناء المركبة الفضائية التالية لأقمار المشتري التي قد تكون بها حياة أو على الأقل ظروف داعمة للحياة عليها - يوروبا وكاليستو وجانيميد. إن المركبة الفضائية العملاقة التي ستزور كل قمر على حدة وتستكشف المحيطات تحت السطح ستتطلب طاقة نووية وهذا قد يثير الجدل.
أصدرت وكالة ناسا مؤخرًا دعوة للتصميم المفاهيمي لمركبة فضائية يمكنها مهاجمة أقمار كوكب المشتري الجليدية. تم وصف الخطة والمهمة في الاجتماع السنوي للجمعية الجيوفيزيائية الأمريكية المنعقدة حاليًا في سان فرانسيسكو.
قدمت مهمة غاليليو التي انتهت في وقت سابق من هذا العام أدلة محيرة على أن أوروبا جانيميد وكاليستو قد تؤوي محيطات من الماء السائل تحت السطح المكون من الجليد المتجمد. "حيث يوجد ماء، يمكن أن توجد أيضًا حياة، واستكشاف هذه الأماكن هو الدافع الرئيسي وراء المركبة المدارية المقترحة لكوكب المشتري الجليدي (جيمو).
يرأس رونالد غريلي من جامعة ولاية أريزونا ولويز بروكتر من جامعة جونز هوبكنز بشكل مشترك لجنة العلماء المكلفة من قبل ناسا بالعمل على بعض مواصفات المهمة. "سيقوم فريقنا الأولي بفحص ما إذا كان هناك ماء سائل تحت الغطاء الجليدي. والشاغل الثاني هو ما إذا كانت الكيمياء هناك مناسبة للحياة. سنكون قادرين على فحص تكوين الجليد. ثم سيكون همنا الثالث هو التحقق من مصدر الطاقة، لأن الحياة تحتاج إلى طاقة.
أحد المتطلبات غير العادية للمركبة الفضائية هو قدرتها على القفز من القمر إلى القمر. وتقول ناسا إن هذا سيتطلب طاقة أكبر بكثير من أي مهمة أخرى حتى الآن، والمصدر الوحيد الممكن للطاقة هو المفاعل النووي (مثل ذلك الموجود في الغواصات النووية)، والذي سيوفر الدفع الكهربائي للمركبة الفضائية. وهذا سيجعل من الممكن أيضًا استخدام الأجهزة التي لا يتم وضعها عادةً على المركبات الفضائية لأنها تستهلك الكثير من الطاقة. وبالمقارنة، فإن المركبة الفضائية كاسيني الموجودة حاليًا في طريقها إلى زحل تحتوي على وحدة صغيرة من البلوتونيوم، والتي توفر 900 واط لمجموعة الأدوات الكاملة الموجودة على المركبة الفضائية. ومن ناحية أخرى، سيتطلب Jimo كيلووات من الطاقة لكل جهاز.
لكن عندما لا تزال ذكريات كوارث مكوك الفضاء كولومبيا حاضرة في أذهان الأمريكيين وفي ظل الجدل العام الذي دار حول المرور المتكرر لكاسيني بالقرب من الأرض بهدف إعطائها السرعة في طريقها إلى وجهتها ولا يزال من غير الواضح كيف سيستقبل الجمهور فكرة وضع مفاعل نووي على نهاية الصاروخ.
هناك أيضًا عقبات كبيرة أخرى يجب التغلب عليها قبل أن يصبح Jimo حقيقة واقعة، أحدها التمويل. لكن حتى لو تم الحصول على الإذن بمواصلة المشروع، فإن المهمة ستوفر بيانات علمية من الفضاء بمعدل لم يسبق له مثيل، وقد تجيب على أحد الأسئلة الكبرى للكون - هل هناك حياة خارج الأرض.
وفقًا للويز بروكتر من جامعة جونز هوبكنز، شريكة غريلي في إدارة الفريق، "سيكون هناك المزيد من العلوم في هذه المركبة الفضائية مقارنة بجميع البعثات إلى المريخ مجتمعة، ومن المتوقع ألا يكون الناتج العلمي أقل صغرًا".
وإذا تم العثور على تمويل للمهمة، فسيتم إطلاقها في عام 2012 أو بعد ذلك.
ولن ينفجر اليورانيوم إلا بعد ابتعاد المركبة الفضائية عن الأرض
23/12/03
بقلم كينيث تشانغ نيويورك تايمز
تعمل وكالة ناسا بالفعل على مركبة فضائية لكوكب المشتري، والتي ستستخدم الطاقة النووية
رسم توضيحي للمركبة الفضائية المستقبلية جيمو. ستكون قادرًا على الانتقال من قمر المشتري إلى آخر
الرسم التوضيحي: ناسا
قد تتعافى صناعة الطاقة النووية بالفعل في الفضاء، في طريقها إلى كوكب المشتري. ويتعثر تطوير الطاقة النووية منذ عقود بسبب ارتفاع تكاليفها والخوف من وقوع حادث مثل الذي حدث في تشيرنوبيل وصعوبة التخلص من النفايات المشعة. لكن ناسا وخبراء علوم الكواكب يرون أن مصدر الطاقة هذا يمثل فرصة لفتح حقبة جديدة في استكشاف الفضاء.
والطاقة النووية مفيدة بشكل خاص لدراسة المناطق النائية في الفضاء، وهو مجال بحثي يتطلب مصدرا غنيا للطاقة، وهو ما لم يكن متوفرا حتى الآن. وقال الدكتور رونالد غريلي، أستاذ الجيولوجيا في جامعة ولاية أريزونا: "إنها فرصة غير مسبوقة للبحث".
يشارك غريلي في قيادة فريق مكون من 38 عالمًا يعمل مع وكالة ناسا منذ فبراير لتحديد المشاريع العلمية المناسبة لمركبة فضائية تعمل بالطاقة النووية لدخول كوكب المشتري.
ستكون سفينة الفضاء المقترحة، Icy Moons Orbiter Jupiter ("أقمار المشتري المتجمدة") أو Jimo باختصار، قادرة على حمل معدات حديثة ولديها طاقة أكبر من السفن الفضائية السابقة، وستكون قادرة على الدخول والخروج من مدارات القهوة حول الكوكب. أقمار كوكب المشتري المختلفة. وقدم فريق العلماء توصياتهم في مؤتمر للاتحاد الجيوفيزيائي الأمريكي، عقد في سان فرانسيسكو في وقت سابق من هذا الشهر. أما مشروع جيمو، الذي لا يزال في مراحل التخطيط، فسوف يتكلف عدة مليارات من الدولارات. وسيتم استثمار هذه الأموال، من بين أمور أخرى، في تطوير مفاعل نووي مناسب لرحلات الفضاء. أقرب تاريخ إطلاق مقدر هو 2011.
سيتعين على Jimo معالجة المخاوف بشأن العواقب المحتملة لحادث مركبة فضائية. يفشل ما يصل إلى 10% من عمليات إطلاق المركبات الفضائية، وفي حالة جيمو هناك خطر من أن ينفجر رأس حربي نووي عاليًا في الغلاف الجوي وينتشر المواد المشعة. وقال بروس غانيون، منسق منظمة تسمى "الشبكة العالمية ضد الأسلحة النووية والقوة في الفضاء الخارجي"، "كلما زاد استخدام الطاقة النووية في البعثات الفضائية، زادت المخاطر".
وقال غانيون إن إطلاق مركبة فضائية مثل جيمو سيكون أيضًا "اختراقًا لإضفاء الطابع المؤسسي على استخدام الطاقة النووية في الفضاء". ووفقا له، فإن هذه القوة "ستستخدم لاحقا لاحتياجات عسكرية"، مثل تفعيل أشعة الليزر من الفضاء. وقالت مصادر في وكالة ناسا إن المفاعل النووي لن يتم تفعيله إلا بعد وصول المركبة الفضائية إلى مدارها، وأن السلامة ستكون في مقدمة اهتمامات مصممي المركبة الفضائية. وستتم معالجة الوقود النووي بحيث لا يتفكك حتى لو انفجرت المركبة الفضائية.
تميل ناسا إلى استخدام مفاعل نووي صغير للدفع في الفضاء، لأن الطاقة تصبح باهظة الثمن حقًا عندما تبتعد عن الشمس. على حافة النظام الشمسي، يكون ضوء الشمس أضعف من أن يستخدم الألواح الشمسية، كما أن التقنيات مثل خلايا الوقود ليست موثوقة بدرجة كافية عندما يتعلق الأمر بالرحلة إلى الكواكب البعيدة، والتي قد تستغرق سنوات. حتى الآن، استخدمت وكالة ناسا كتل البلوتونيوم المشعة، التي تنتج الحرارة عندما تتحلل؛ ويتم تحويل هذه الحرارة إلى كهرباء بكميات متواضعة.
إن مركبة غاليليو الفضائية التابعة لناسا، والتي أكملت في سبتمبر/أيلول مهمة ناجحة للغاية استمرت 14 عاما وانتهت باصطدام متعمد مع كوكب المشتري، كانت موجودة بجرعات كهربائية تصل إلى عدة مئات من الواط - وهي الكمية التي يستهلكها عدد قليل من المصابيح الكهربائية. وكان هذا كافياً لجاليليو ليقوم بالعديد من الاكتشافات، خاصة فيما يتعلق بأوروبا، أحد أقمار كوكب المشتري. سجلت الكاميرات الطبقة الجليدية المتشققة في أوروبا، وأظهرت قياسات المجال المغناطيسي أنه توجد تحت الجليد طبقة من المواد الموصلة للكهرباء. ويعتقد خبراء علوم الكواكب أنه محيط سائل، وربما يكون المكان الأكثر احتمالا للعثور على الحياة في النظام الشمسي.
ومع ذلك، لم يتمكن غاليليو من الدخول إلى مدار حول أقمار المشتري، وفي رحلاته القصيرة بالقرب من أوروبا تم التقاط صور عالية الدقة لـ 0.1٪ فقط من السطح. في المقابل، سيسمح الدفع النووي بوضع جيمو في مدار حول قمر واحد لبضعة أشهر، ثم إعادة إطلاقه لإطلاق المركبة الفضائية إلى الوجهة التالية.
وسيزودها المفاعل النووي الموجود في سفينة الفضاء بطاقة أكبر بألف مرة مما هو متاح للمهام في الفضاء حتى الآن. وهذا من شأنه أن يسمح للأدوات المتعطشة للطاقة، مثل الرادار المخترق للأرض، بفحص ما يكمن تحت سطح الكواكب. ومن طموحات العلماء دراسة التاريخ الجيولوجي للسطح على أقمار المشتري والتعرف على أنواع الجزيئات الموجودة هناك، خاصة تلك التي تشير إلى وجود كائنات حية.
فكرة الدفع النووي ليست جديدة. وفي الخمسينيات، حاولت الولايات المتحدة تطوير صاروخ يعمل بقنابل ذرية صغيرة. المبادرة الجديدة أقل دراماتيكية بكثير. مفاعل انشطار اليورانيوم الذي سيتم وضعه في سفينة الفضاء سيولد الحرارة. سيتم تحويل الحرارة إلى كهرباء، والتي ستعمل على تشغيل محرك أيوني، وهو محرك يستخدم المجالات الكهربائية لتسريع الأيونات إلى سرعات عالية جدًا، مما يولد قوة دافعة.
وأجرت وكالة ناسا تجربة ناجحة للمحركات الأيونية في المركبة الفضائية التجريبية "الفضاء العميق" عام 1998. ستكون المحركات الأيونية في Jimo أقوى بعشر مرات على الأقل. أعلن مركز جلين للأبحاث التابع لناسا الشهر الماضي أن تجربة على نموذج محتمل للمحرك توجت بالنجاح.
