نحو مواصلة التحقيق في كوكب المشتري وأقماره

على الرغم من أن مركبة جونو الفضائية ستخصص معظم وقتها لاستكشاف كوكب المشتري، فمن المحتمل أنه من وقت لآخر سيتم توجيه كاميرا المركبة الفضائية أيضًا نحو الأقمار. لن تكون هذه لقطات مقربة تسمح بالتركيز على مناطق معينة، بل رؤية بانورامية 

بعد رحلة دامت 5 سنوات تصل مركبة فضائية أخرى إلى كوكب المشتري واسمها جونو، انطلقت المركبة من الولايات المتحدة الأمريكية في 5.8.2011 أغسطس 4.7.2016 وستصل إليه في 618 يوليو 1. ستدخل المركبة الفضائية في مدار قطبي حولها وتتحقق من تركيبها الكيميائي، ومجال جاذبيتها، ومجالها المغناطيسي، وتحاول التعرف على الطريقة التي تشكل بها كوكب المشتري، وما إذا كان يمتلك نواة صخرية، وكمية المياه العميقة في الغلاف الجوي وما إذا كانت كتلته موزعة بشكل متجانس والرياح العميقة في الغلاف الجوي قادرة على الوصول إلى سرعة 2 كم/ساعة. وفي الماضي، دارت المركبة الفضائية جاليليو حوله لعدة سنوات. المركبات الفضائية الأخرى هي فوييجر XNUMX وفوييجر XNUMX التي مرت كجزء من رحلة إلى جميع الكواكب الغازية - المشتري وزحل وأورانوس ونبتون. ومرت به المركبة الفضائية كاسيني بهدف استغلال جاذبيتها في طريقها إلى زحل، ومركبة الفضاء نيو هورايزنز التي استغلت جاذبيتها أيضًا للوصول إلى الكوكب القزم بلوتو.
قامت المركبة الفضائية بتصوير وقياس كوكب المشتري وحلقاته وأقماره الكبيرة، آيو، ويوروبا، وجانيميد، وكاليستو. جاءت كمية كبيرة من الصور من المركبة الفضائية Voyager. ونظرًا لطبيعة الرحلات الجوية، استمرت إقامتهم بالقرب من تسيدك لبضعة أيام فقط. القليل من الوقت لنقل النتائج إلى إسرائيل.

تم إجراء البحث الكبير والواسع النطاق لأول مرة بواسطة مركبة غاليليو الفضائية التي دارت حوله كما ذكرنا لعدة سنوات. لم يتم وضع المركبة الفضائية في مدار حول الأقمار الكبيرة. وفي رحلتها حول المشتري، في بعض مداراتها، تم تصميم مسارات الطيران بحيث تمر في كل مرة بجوار قمر مختلف، وتعود إلى مدار المشتري، ثم تقذف مرة أخرى نحو نفس القمر أو نحو قمر آخر. سمح نمط الطيران هذا بتغطية فوتوغرافية كاملة تقريبًا لها وللخرائط (هذه الخرائط بحوزتي). ولأول مرة أصبح من الممكن إجراء دراسة جيولوجية لها، وحتى يومنا هذا تم كتابة مئات الدراسات حول هذه الأقمار.

على الرغم من أن مركبة جونو الفضائية ستخصص معظم وقتها لاستكشاف كوكب المشتري، فمن المحتمل أنه من وقت لآخر سيتم توجيه كاميرا المركبة الفضائية أيضًا نحو الأقمار. لن تكون هذه لقطات قريبة تسمح بالتركيز على مناطق معينة، بل رؤية بانورامية. وسيكون من الممكن مقارنة هذه الصور مع صور من هذا النوع التقطتها المركبة الفضائية غاليليو ومعرفة ما إذا كانت هناك تغييرات على نطاق عالمي في الأقمار. وقد يكون من الممكن القيام بدراسات إضافية مثل تأثير قوى المد والجزر للأقمار على بعضها البعض وتأثير هذه القوى من جانب المشتري عليها. تظهر التجربة أنه أثناء تحليق المركبات الفضائية حول الكواكب، تتطور خطوط فكرية جديدة لاستخدام أدوات المركبات الفضائية التي تدور حول الكواكب لأغراض لم تكن مطروحة أثناء تطوير المركبة الفضائية.

يمتلك كوكب المشتري أربعة أقمار كبيرة يمكن أن تكون كواكب، اعتمادًا على حجمها. الأقرب إلى المشتري هو آيو الذي يبلغ قطره 3643 كم، يليه أوروبا الذي يبلغ قطره 3122 كم. جانيميد الثالث بقطر 5262 كم والأخير كاليستو بقطر 4821 كم. بالنسبة للحجم، فإن القطرين الأولين قريبان إلى حد ما من قطر قمر الأرض، وهو 3476 كم. والقمران الأخيران قريبان في القطر من قطر عطارد (كوكب عطارد) الذي يبلغ قطره 4900 كيلومتر. اتضح أن كل واحد منهم هو عالم في حد ذاته له خصائصه الفريدة. تم تصوير الانفجارات البركانية على آيو في الوقت الحقيقي، وهي أحداث لم نشاهدها على كوكب المريخ، ومئات البراكين. أوروبا أجزاء كبيرة منها مغطاة بالجليد المائي ويوجد محيط مائي واحد على الأقل تحت الأرض وهي محيطات ذات أبعاد هائلة. يمثل وجود المحيطات تحديًا خاصًا لأنه قد يشير ضمنًا إلى وجود حياة على هذا القمر. تشير الملاحظات التلسكوبية إلى أنها تحتوي على ينابيع ماء حارة. ظاهرة لوحظت حتى الآن على قمر زحل إنسيلادوس. تتم تغطية جانيميد بشبكة عالمية من مراكز التسوق. تظهر في مجموعات وتقطعها مجموعات أخرى بزوايا مختلفة. كاليستو هو القمر الأكثر مللاً من الناحية الجيولوجية. إنه مليء بالحفر مثل قمر الأرض. لم يتم ملاحظة أي حفر على آيو، بينما يحتوي القمران الآخران على حفر ولكن بكميات صغيرة. في تقدير تقريبي، يمكن أن يحتوي كاليستو على عشرات الآلاف من الحفر، ويمكن أن يحتوي أوروبا وجانيميد على مئات الحفر. إن سبب تشبع أحد القمرين بالحفر والقمرين الآخرين بالقليل جدًا يتطلب بحثًا في حد ذاته. أما إيو فالتفسير هو أن النشاط البركاني يحاكي الفوهات.. ويمكن الاطلاع على شرح كامل ومفصل لكل من هذه الأقمار في مقالاتي عن هذه الأقمار الموجودة في موقع العلوم

في الواقع، لا يمكن الاكتفاء بدراسة معمقة لهذه الأقمار ولكوكب المشتري بمركبة فضائية واحدة يتم إطلاقها كل بضع سنوات وتدخل مدار حول المشتري وتدور حوله لعدة سنوات. من الضروري المضي في اتجاه بحثي واسع النطاق ولن يكون ذلك ممكنًا إلا في إطار التعاون الدولي. أول شيء يجب التفكير فيه هو طرق الدفع المتقدمة. تستمر الرحلة إلى كوكب المشتري كما رأينا منذ عدة سنوات. استغرقت رحلة المركبة الفضائية التي وصلت مؤخرًا إلى كوكب بلوتو 10 سنوات. كما استغرق تخطيط وتطوير مثل هذه المركبات الفضائية سنوات. على سبيل المثال، استمر تصميم المركبة الفضائية Xsini لمدة 7 سنوات. وبهذا المعدل، يمكن أن تستمر دراسة الكواكب وأقمارها 100 عام. مطلوب طفرة تكنولوجية من شأنها تقصير مدة الرحلة بشكل كبير. ويمكن رؤية مثال على ذلك في مقالتي "إلى المريخ في أقل من أسبوع" (https://www.hayadan.org.il/mazarmarmars070603). دعونا نتخيل أنه بهذا المعدل سيكون من الممكن الوصول إلى العدالة خلال شهر واحد. ومن حيث إمكانيات البحث، فالنتيجة رائعة.
كوكب المشتري هو في الواقع نظام شمسي صغير. ويحيط به 4 أقمار كبيرة وعشرات الأقمار الصغيرة التي يتراوح حجمها من بضعة كيلومترات إلى 200 كيلومتر (قمر أملثيا) وحلقات. الأقمار هي في الواقع كويكبات لجميع المقاصد والأغراض، باستثناء أنه بدلاً من الدوران حول الشمس، فإنها تدور حول كوكب المشتري. وفي الوقت نفسه، يجب على كل من الأقمار الكبيرة أن يطور خطة عمله الخاصة. يعني الشرطات والهبوط. ويجب وضع عدد من المركبات الفضائية حول كل قمر ستحيط به وتفحصه بدقة. وفي المدار القطبي والمركبات الفضائية تدور حول كل قمر فوق خط الاستواء. من أجل التوصل إلى نوع من التوحيد. سيتم تجهيز جميع المركبات المدارية بأدوات بحث متطابقة، باستثناء الحالات التي تتطلب أدوات جديدة لدراسة الظواهر الفريدة لأي قمر معين. وبما أن هذه الأقمار لا تحتوي على غلاف جوي، فإن أدوات أبحاث الأرصاد الجوية ليست ذات صلة. هناك احتمال آخر ينبغي القيام به في نفس الوقت وهو الهبوط على السطح - مركبات الهبوط الثابتة (يتم تثبيتها في موقع الهبوط، مثل مركبة الفضاء فايكنغ التي هبطت على المريخ في عام 1976) والمركبات الصالحة لجميع التضاريس مثل تلك التي تتحرك حاليًا المريخ. بالطبع سيكون من الضروري ضبطها على السطح. وستكون لكل مركبة 4 أو 6 عجلات، كل منها ذاتية الدفع، وبالنسبة لأوروبا المغطاة بالجليد، فمن المستحسن تصميم مركبات للطرق الوعرة على زلاجات. الخيار الآخر الذي بدأ التفكير فيه اليوم هو الغواصات الصغيرة. هذه للقمر أوروبا. منذ اللحظة التي يصل فيها هذا المسبار إلى الأرض، يبدأ بالحفر للوصول إلى المحيط تحت الأرض. ستقوم أي مركبة فضائية من هذا القبيل بجمع عينات من التربة للتحقيق فيها.

يتطلب مثل هذا النظام المعقد للمركبات الفضائية حول الأقمار وعلى الأرض التنسيق. ولهذا سيكون من الضروري تطوير مركبة فضائية مركزية. ستدور هذه المركبة الفضائية حول كوكب المشتري وستراقب جميع المركبات الفضائية. الخيار الذي يجب التفكير فيه هو محطة فضائية مأهولة. سيكون لدى المحطة الفضائية فرق صيانة حيث سيذهبون إلى أي مكان يتطلب الإصلاح. ومن هذه المحطة الفضائية سيكون من الممكن أيضًا دراسة كوكب المشتري نفسه وأقماره.

إحدى الدراسات التي ينبغي أخذها في الاعتبار هي علم الفلك الرصدي. يمكن بالفعل بناء البحث في نموذج نظري. مثل قمر الأرض، تُظهر الأقمار الكبيرة للمشتري جانبًا واحدًا فقط منها. هل نصف الكرة الأرضية مخفي عن الشمس مظلم طوال الوقت؟ الجواب هو لا. وبسبب الانعكاس القوي للضوء من المشتري عندما تظهر له الأقمار نصف نصف الكرة الآخر فإن السطح مضاء بالضوء المنعكس من المشتري. سيكون من المثير للاهتمام، على سبيل المثال، مقارنة ضوء الشمس وضوء المشتري. فإذا افترضنا مثلاً أن أحد هذه الأقمار له غلاف جوي وتوجد عليه الحياة، فكيف يؤثر ذلك على ساعته البيولوجية. ونظرًا لأن الزهرة وعطارد أقرب إلى الشمس من الأرض، فلا يمكن رؤيتهما إلا عند شروق الشمس أو غروبها. الشيء نفسه مع أقمار كوكب المشتري. كل قمر هو نجم صاعد أو غروب للقمر البعيد عن المشتري. فإذا أخذنا على سبيل المثال كاليستو، وهو أبعد قمر عن المشتري، فإن بقية الأقمار هي نجوم شروق الشمس أو غروبها بالنسبة لي. كلما اقترب القمر من المشتري، قل ارتفاعه الزاوي فوق الأفق عند شروق الشمس أو غروبها، وقصرت مدة المشاهدة. تماما مثل كوكب الزهرة وعطارد. عطارد أقرب إلى الشمس من الزهرة، لذا فإن ارتفاعه الزاوي فوق أفق الأرض أقصر.

تفتح المركبة الفضائية جونو خطًا جديدًا للفكر فيما يتعلق بالدراسات المستقبلية لكوكب المشتري في الجوانب الهندسية والفلكية. ليس من الصعب تخمين أنه ستكون هناك مفاجآت وسيكون من الضروري إعادة كتابة كتب علم الفلك والجيولوجيا.