الرحلة إلى المريخ

بعد مرور 25 عامًا على الهبوط على سطح القمر، أصبح لدى علماء الفضاء خطة مفصلة لكيفية تحقيق هدف أكثر جرأة وتعقيدًا: الهبوط بمركبة فضائية مأهولة على المريخ * رحلة آمنة إلى المريخ - سيتم حماية رواد الفضاء بواسطة... حاويات المياه

تقفز المركبة الفضائية "آريس" من منصة الإطلاق في كيب كانافيرال، وخلفها ذيل من النيران، مدفوعة بقوة 5 ملايين كيلوغرام، تنطلق من مكبر للصوت على ارتفاع حوالي 70 مترًا. يقوم قائد سفينة الفضاء بفصل الصاروخ المعزز الأول والثاني عنها. وبعد ثلاث ساعات، تم تحرير المركبة الفضائية، وعلى متنها طاقم مكون من ستة رواد فضاء، من جاذبية الأرض. وهي الآن بحاجة فقط إلى الإبحار نحو موعدها المقدر مع المريخ.
وبعد 180 يوما بالضبط، وبعد أن تخلص أفراد الطاقم من نحو 40 كيلوغراما من اللحوم المشوية المجمدة، سيقوم القائد بتجهيز آلية الكبح الخارجية للمركبة الفضائية وتوجيه "آريس" إلى الغلاف الجوي المريخي. وإذا فشلت هذه المناورة، فقد تتحطم المركبة الفضائية وتحترق على الأسطح القاحلة للكوكب الأحمر. لكن كل شيء سوف يسير على ما يرام: سوف تعانق جاذبية المريخ المركبة الفضائية وتوجهها إلى مدار بيضاوي الشكل. سوف تنزلق وتهبط بسلاسة على مسافة ليست بعيدة شمال فاليه ماريناريس. في مركز التحكم في هيوستن، سيسمع الجميع الإعلان الذي طال انتظاره: "هيوستن، هذا والاس مارينيريس، لقد هبط آريس".
ما قد يبدو وكأنه خيال علمي يصبح حقيقة. لم تمر سوى سنوات جيل واحد، 25 عامًا، منذ تمكن الإنسان من الهروب من الجاذبية الأرضية ووضع قدمه لأول مرة على جرم سماوي آخر. اليوم، بينما يحتفل العالم بنجاح أبولو 11 في الهبوط على سطح القمر، يسعى علماء الفضاء جاهدين لتحقيق هدف أكثر جرأة وتعقيدًا: الهبوط بمركبة فضائية مأهولة على سطح المريخ.
في عام 1989، تعهد الرئيس جورج بوش بأن أميركا سوف تقوم ذات يوم "برحلة إلى الغد". وردا على رؤيته، ذكرت وكالة الفضاء الأمريكية ناسا أنه من الممكن الوصول إلى المريخ. ووفقا لتقديراتهم، فإن الأمر سيستغرق 30 عاما ويتطلب استثمارا بقيمة 400 مليار دولار. وسرعان ما أدت التكلفة المرتفعة إلى تقليص اهتمام الإدارة بالمشروع، وقام الكونجرس بتخفيض الاعتمادات المخصصة لوكالة الفضاء. ما تبقى من الخطة الطموحة للوصول إلى المريخ هو حفنة من العلماء الذين يتابعون الأبحاث التي يتم إجراؤها في المؤسسات الأكاديمية والصناعة.
ومع ذلك، لم يتم إلغاء حلم الوصول إلى المريخ. تستمر شبكة شبه تحت الأرض من الخبراء في جميع المجالات اللازمة لتنفيذ المهمة إلى المريخ في إجراء الحسابات والاختبارات واجتماعات التلقيح المتبادل. يقول روبرت زوبرين، المهندس في شركة الطيران "مارتن ماريتا": "نحن نعرف ما هو المطلوب لإرسال رجل إلى المريخ وإعادته سالماً إلى إسرائيل"، "واليوم لدينا التكنولوجيا الأساسية اللازمة لذلك". يتفق جميع الخبراء مع هذا البيان.
وفقًا للخطة القديمة، كان من المفترض أن يتم نقل أجزاء المركبة الفضائية الثقيلة التي تهدف إلى الوصول إلى المريخ إلى محطة فضائية، حيث سيتم تجميعها بواسطة 16-12 رائد فضاء سيستخدمون المحطة الفضائية كاختبار. ستكون سفينة الفضاء التي سيتم تجميعها ذات أبعاد هائلة وستحمل كل الوقود اللازم للوصول إلى المريخ والعودة - ولكن بمثل هذا الوزن لن تتمكن من الهبوط بأمان على سطح المريخ. ولذلك سيتم تجهيزها بمركبة هبوط تبلغ تكلفتها حوالي مليار دولار
دولار. ويقول إن لدى زوبرين فكرة أفضل. ليس مطلوبًا للمكوكات الفضائية أو المحطات الفضائية. ويعتقد زوبرين أنه ينبغي على المرء أن يفعل ما تجيد أمريكا القيام به، وهو ما أوصل نيل أرمسترونج إلى القمر: "التقط وارمي"، على حد تعبيره. وسيتم تنفيذ عملية الرفع بواسطة أحد الصواريخ العملاقة الأمريكية أو الروسية - "زحل" 5 أو "الطاقة" - والذي سيطلق عليه اسم "آريس"، إله الحرب في الأساطير اليونانية، والذي يطلق على نظيره الروماني "مارس" اسم "مريخ". باللاتيني. ويمكن تطوير "فينوم" بمساعدة التكنولوجيا والأجزاء الموجودة، وباستثمار متواضع نسبيا يبلغ 5 مليارات دولار.
الصاروخ الأول الذي سيتم إطلاقه لن يكون مأهولاً. وستحتوي على مركبة إمداد بستة أطنان من الهيدروجين السائل، ومركبة على شكل مخروط مفلطح، والتي ستحمل بمرور الوقت رواد الفضاء إلى خارج المريخ. وستنزل من الصاروخ شاحنة روبوتية يتم تشغيلها من إسرائيل، وتحمل مفاعلًا نوويًا بقوة 130 حصانًا. سيقوم المفاعل النووي بتنشيط مضخة ستبتلع الغلاف الجوي للمريخ. 95% من هواء المريخ يتكون من ثاني أكسيد الكربون. عندما يتحد ثاني أكسيد الكربون مع الهيدروجين - والذي سيكون هناك ستة أطنان منه في مركبة الإمداد الفضائية - يتكون الميثان والماء.
الميثان هو وقود الصواريخ. وسيتم فصل الماء بعملية كهربائية إلى مكوناته الهيدروجين والأكسجين. الأكسجين السائل هو أيضًا وقود الصواريخ.
ومصنع الكيماويات الذي سيتم بناؤه سيستفيد من فترة الإقامة حتى وصول رواد الفضاء، وسينتج 108 أطنان من وقود الصواريخ، وهي كمية تكفي للمركبة الفضائية التي تريد العودة من المريخ إلى إسرائيل. وبالتالي، فإن المركبة الفضائية المأهولة التي ستشق طريقها من الأرض إلى المريخ لن تكون مطالبة بحمل الوقود لرحلة العودة - فالمركبة الفضائية المخروطية التي تم تفريغها على المريخ مع مصنع إنتاج الوقود سوف تملأ خزانها بالوقود المنتج هناك. وستكون المركبة الفضائية التي ستحمل الطاقم من الأرض خفيفة بما يكفي للقيام بهبوط سلس على المريخ، وليتمكن صاروخ "ساتورن" 5 العملاق من "رفعه وإلقائه" في الفضاء، دون الحاجة إلى عمليات البناء والتجميع المعقدة. من مركبة فضائية خاصة على محطة فضائية. الجاذبية داخل الكبسولة ستكون هي السائدة على المريخ – 0.38 جرام. ويعتقد العلماء أنه من الأفضل لرواد الفضاء أن يعتادوا على ظروف الجاذبية في وجهتهم، لكنهم لا يتجاهلون المشاكل الخاصة التي تسببها مثل هذه الجاذبية لأولئك الذين اعتادوا على جاذبية أكبر بثلاث مرات. تضعف العضلات، بما في ذلك عضلات القلب، وتفقد العظام محتواها من الكالسيوم. للحفاظ على بنية العظام ووظيفة القلب والرئة، سيتعين على أفراد الطاقم المشي أو الركض على جهاز المشي أو ركوب دراجة التمرين لمدة أربع ساعات تقريبًا كل يوم. علماء الأحياء الفضائية مقتنعون بأن رواد الفضاء لن يعانون. يقول كينت جوستين، المهندس في مركز جونسون للفضاء في هيوستن: "بفضل محطة الفضاء الروسية مير، تم بالفعل وضع الناس في حالة انعدام الجاذبية لفترات أطول من الرحلة إلى المريخ".
قد تبدو الرحلة مخيفة، لكن المركبة الفضائية ستبحر دون أي مشكلة إلى وجهتها. يوضح توماس ماير من جامعة كولورادو في بولدر أن تكنولوجيا التوجيه الممتازة موجودة بالفعل، "وقد قمنا بالفعل بتقديم عروض رائعة للتوجيه في الفضاء". على سبيل المثال، استهداف المسابير الفضائية غير المأهولة المنطلقة إلى كوكب المشتري وزحل وأورانوس ونبتون، وهي أبعد بكثير من المريخ.
في الطريق إلى المريخ، سيبحر رواد الفضاء عبر بحر من الإشعاعات الهائجة المنبعثة من الشمس والأجرام السماوية الأخرى. والأشعة الكونية - التي لم يُحل لغز أصلها بعد - لا يمكن حجبها إلا بحاجز فولاذي سمكه عدة أمتار، وهي أقل خطورة من ألسنة النار التي تنطلق من الشمس. ليس هناك ما يضمن أن أفراد الطاقم لن يتعرضوا لإصابة من شأنها أن تسبب ضررا جينيا أو السرطان. ويضيف كارل بابيتزر، خبير الإشعاع من شركة ماكدونيل دوغلاس: "أولئك الذين يركبون هذه الشمعة الرومانية إلى المريخ سيكون لديهم مشاكل أخرى إلى جانب الإشعاع".
ولتمضية وقت الرحلة، سيتم تركيب غرفة مشتركة لرواد الفضاء لتناول الوجبات والقيام بالأنشطة الاجتماعية والثقافية، مثل مشاهدة الأفلام والاستماع إلى الأقراص المدمجة. وسيكون لكل واحد منهم - نساء ورجالاً - غرفته الخاصة، مع سرير ومراحيض خاصة. لقد تأكدوا بالفعل من أن الهواء المتدفق إلى كابينة الاستحمام سيؤدي إلى سقوط الماء على أجسادهم تمامًا كما يحدث على الأرض.
وبعد 180 يومًا من السفر، سيشاهدون أخيرًا مساحات المريخ الحمراء التي لا نهاية لها ووديانه المتعرجة وصدوعه ومنحدراته المتعرجة. وبعد دورتين حول الكوكب، ستتباطأ المركبة الفضائية وتبدأ في الهبوط البطيء، في مواجهة أضواء الهبوط الوامضة التي تم تركيبها بواسطة المركبة الفضائية غير المأهولة. ويوضح الجيولوجي رونالد غريلي من جامعة أريزونا أن موقع الهبوط المقصود يقع على مستوى عالٍ، لأن هناك "المزيد من الهواء الذي يمتص المركبة الفضائية".
وسيحافظ رواد الفضاء على اتصال لاسلكي مستمر مع الدولة، ويرسلون البيانات والرسائل الصوتية - حتى لو سافروا بسرعة الضوء، فسوف يستغرقون 20 دقيقة على الأقل للوصول إلى البلاد. وبفضل نظام الليزر المبتكر، الذي سيتم إنتاجه في العقد المقبل، سيكون بمقدورهم نقل صور واضحة وحادة للهبوط، والتي من المحتمل أن يتم بثها في جميع أنحاء العالم. الجميع حريصون على الحصول على عينات من الحفر، حيث من المحتمل أن تكون هناك بحار وبحيرات في الماضي البعيد، واختبار ما إذا كانت هناك حياة على المريخ. قد يبحث رواد الفضاء أيضًا عن الكنوز الطبيعية، مثل الألومنيوم والمغنيسيوم والحديد. الباحثون واثقون من أنهم سيكونون قادرين على زراعة المحاصيل المائية باستخدام النيتروجين والكربون والماء الموجود في المريخ.
لا تزال ناسا تأسف لإلغاء الخطة الأصلية، لكن لا أحد يشكك في مزايا خطة زوبرين، والتي بالمناسبة تكلف أقل من برنامج أبولو. وإذا أرادت روسيا المشاركة، فإن النفقات ستكون أقل. ويعتقد سيرجي جروموف، خبير الصواريخ الروسي، أن الأمر يتعلق فقط بالمال. "إذا وضعوا 50 مليار دولار على الطاولة، فسنصل إلى المريخ في غضون عشر سنوات". قد ترغب اليابان ودول الاتحاد الأوروبي أيضًا في المشاركة في غزو المريخ. يعتقد روجا بونا من وكالة الفضاء الأوروبية أنه إذا أعلنت دولة ما إرادتها، فإن جميع الدول الأخرى ستتبعها.
لا تظن أن الطريق إلى المريخ ليس محفوفًا بالمخاطر. بعضها معروف والبعض الآخر سيظهر. وفي غضون ذلك، فحتى لو كانت التكنولوجيا متاحة ولم يكن السعر باهظاً إلى هذا الحد، فأنت بحاجة إلى الدعم السياسي والاهتمام من جانب السلطات، التي سوف تتدفق الميزانيات وتعطي التعليمات. إن التقدم الجديد في الفضاء سوف يؤدي مرة أخرى إلى إطلاق صناعات التكنولوجيا الفائقة وسيجلب الكثير من الاختراعات والتطورات الإضافية. ربما تجيب الرحلة إلى المريخ على سؤال ما إذا كانت هناك حياة على الإطلاق، وبشكل غير مباشر ما إذا كان الإنسان هو الحيوان الذكي الوحيد في النظام الشمسي. وربما يكون من الممكن أيضًا استعمار المريخ.
كان برنامج أبولو مدفوعًا بالحرب الباردة، وانهار سباق الفضاء في أعقاب انهيار الاتحاد السوفييتي. الرحلة إلى المريخ ستنتج في النهاية عن الرغبة في التعرف على النجوم والتحقق من إمكانية استغلالها وحتى الاستقرار عليها.
 
  رحلة آمنة إلى المريخ ممكنة * يجب حماية رواد الفضاء بخزانات مياه ضخمة  
11.12.2003
 
بقلم: يوفال درور، هآرتس، والا ووكالات الأنباء 
 
  
بعد عقود من مشاهدة رواد الفضاء يدورون حول الأرض، أصبح لدى أصحاب الرؤى الفضائية سبب للتفاؤل. تعمل ناسا ووكالات أخرى مع البيت الأبيض على نمط جديد من الاكتشافات.
ومن بين الأهداف سيكون المريخ أو القمر، أو ما إذا كانت إحدى الخطط ستنطلق على الإطلاق أم لا. بالنسبة لعشاق الفضاء، فإن مجرد التعامل مع تعريف المهمة سيعطي سببًا للأمل.

بعد تحطم مكوك الفضاء "كولومبيا"، تدرس الولايات المتحدة خطواتها في مجال استكشاف الفضاء، هل ستعود إلى البعثات إلى القمر أم أنها ستحدد هدفا جديدا: المريخ. تكشف القياسات الجديدة التي أجرتها المركبة الفضائية أوديسي، التي تدور حول المريخ منذ عامين، أنه على الرغم من أن الغلاف الجوي المريخي لا يوفر الحماية من الإشعاع الكوني (على عكس الغلاف الجوي للأرض)، إلا أنه سيكون من الممكن إرسال رواد فضاء إلى الكوكب لاستكشاف السطح والعودة بسلام.

وقدم باحثون من معهد أبحاث الفضاء الطبية الحيوية البيانات الجديدة في مؤتمر الاتحاد الجيوفيزيائي الأمريكي، المنعقد حاليًا في سان فرانسيسكو. والمشكلة الرئيسية التي فحصها الباحثون هي مستوى الإشعاع الذي سيتعرض له رواد الفضاء. وبحسب الدكتور كاري زيتلين، فإن رواد الفضاء سيتعرضون في رحلتهم إلى المريخ والعودة - وعلى سطح الكوكب - إلى جرعة من الإشعاع أكبر بكثير من الإشعاع الذي يتعرض له رواد الفضاء العاملون في محطة الفضاء الدولية التي تدور حول الكوكب. الأرض مكشوفة. ويرجع ذلك جزئيًا إلى أنه بينما تستغرق المحطة الفضائية ستة أشهر، فإن الرحلة إلى المريخ والعودة ستستغرق ما يقرب من ثلاث سنوات.
وتبين أن مشكلة الإشعاع هي أحد الأسباب التي قد تمنع الرحلة إلى المريخ. يزعم مقال نشر في صحيفة "نيويورك تايمز" أن المواطن الأمريكي العادي يتعرض لمستوى إشعاع يبلغ 350 ميليجرام سنويا (وحدة قياس لمستوى الإشعاع الذي يمتصه الجسم)، نتيجة التعرض للطائرات، الأشعة السينية والتلفزيون وحتى الصخور التي تنبعث منها إشعاعات (انظر الرسم البياني). وامتص رواد الفضاء الذين طاروا تسعة أيام إلى القمر في مهمة "أبولو 14" إشعاعا قدره 1,140 ميليرام، أي ما يعادل تعرض ثلاث سنوات بشرية على الأرض. وتعرض رواد الفضاء الذين أمضوا 87 يومًا في محطة الفضاء الدولية إلى 17,800 ميليمتر من الإشعاع، أي ما يعادل تعرض 50 عامًا بشريًا على الأرض. وفقًا للتقديرات، سيتعرض رواد الفضاء خلال الرحلة إلى المريخ لإشعاع يبلغ 130,000 ألف ميليرام (حوالي 400 عام من التعرض للإشعاع على الأرض).

وقال الدكتور زيتلين لبي بي سي: "إن مثل هذه الجرعة الكبيرة من الإشعاع تثير تساؤلات حول آثارها البيولوجية، ولم يتم اختبارها مطلقًا"، مضيفًا أن مستوى الإشعاع لا يمثل مشكلة فحسب، بل أيضًا نوع الإشعاع. "هذا إشعاع كوني، يأتي من جميع الاتجاهات ومن جميع أطراف المجرة." ووفقا له، فإن الإشعاع الكوني المكثف قد يسبب أنواعا جديدة من السرطان ومشاكل في العين وأضرارا في الجهاز العصبي. ولمحاولة توضيح شدة الإشعاع، قال العلماء إن الأجهزة الإلكترونية المتقدمة المثبتة على سطح "أوديسيا" لقياس مستويات الإشعاع حول المريخ، تضررت هي نفسها بسبب الإشعاع في أكتوبر/تشرين الأول، عقب التوهجات الشمسية الشديدة.

لكن الدكتور زيتلين يدعي أنه على الرغم من النتائج، إلا أن هذه مخاطر يمكن التعامل معها وسيتمكن البشر من السفر إلى المريخ بأمان نسبيًا. ووفقا له، سيكون رواد الفضاء قادرين على حماية أنفسهم من الإشعاع إذا استخدموا الكهوف والمساحات الموجودة على سطح المريخ. بالإضافة إلى ذلك، يقترح أن يستخدم رواد الفضاء مواد خاصة سيحضرونها من الأرض، مما سيساعدهم على تقليل الإشعاع المحيط بهم. ولكن حتى مثل هذا الحل قد يكون مشكلة.

على الأرض، تُستخدم مواد مثل الخرسانة أو الرصاص للحماية من الإشعاع، لكن تكلفة نقلها إلى المريخ هائلة. ولهذا السبب يقوم العلماء بالتحقق مما إذا كان من الممكن حماية رواد الفضاء من خلال إحاطتهم بفقاعة ماء عملاقة، والتي سيتعين عليهم أخذها معهم في الرحلة الطويلة على أي حال.

وعلى الرغم من تصريحات الدكتور زيتلين، فإن أول رحلة مأهولة إلى المريخ ربما لا تزال بعيدة. قال كبير العلماء في وكالة ناسا، جون جرونسفيلد، إن الدراسات التي تبحث الضرر المحتمل الذي يسببه الإشعاع للخلايا البشرية ستستمر لمدة خمس سنوات على الأقل.