غزوة المريخ - الجزء الثاني

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. البعثات المستقبلية إلى المريخ

إلى الجزء السابق - مقدمة ولمحة تاريخية
تحدثنا في الفصل السابق عن مهمة الفايكنج وعصر الروبوتات المتنقلة. سنتناول هذه المرة المهام المستقبلية لاستكشاف المريخ، تلك التي هي في مراحل التخطيط والتنفيذ.

لا يزال المريخ يمثل نقطة جذب رئيسية للمركبات الفضائية البحثية غير المأهولة، وهناك بعثات إضافية في مراحل مختلفة من التخطيط والتنفيذ. سننتقل إلى مراجعة الخطط الرئيسية لاستكشاف المريخ بدون طيار للسنوات القادمة. وسنشير أيضًا، حيثما أمكن، إلى الجداول الزمنية لهذه المهام.

طائر الفينيق

مركبة فينيكس الفضائية هي مركبة فضائية أمريكية تم إطلاقها إلى المريخ في أغسطس 2007 وهبطت على السطح في 25 مايو 2008. وهي أول مركبة فضائية تابعة لمبادرة ناسا الكشفية، وهي مبادرة مصممة لإرسال مركبات فضائية بحثية صغيرة ومنخفضة التكلفة. تعتمد مركبة فينيكس الفضائية على تصميم (تصميم) المركبة الفضائية Mars Surveyor Lander، التي تم إلغاء إطلاقها في عام 2001.

هذه المركبة الفضائية هي مركبة هبوط ثابتة والغرض الرئيسي منها هو فحص الأرض في منطقة لم يتم استكشافها بعد، وحيث يوجد جليد مائي. وستستخدم هذه المركبة الفضائية قوة المحركات الصاروخية للفرملة والهبوط الناعم، على عكس السفن الفضائية السابقة التي استخدمت تقنية الوسائد الهوائية. سيتم استخدام الخبرة المستمدة من هذه المركبة الفضائية في مهام مستقبلية إضافية، والتي ستكون قادرة على تعميق التنقيب داخل تربة المريخ والجليد الموجود هناك.

مختبر علوم المريخ

من المقرر إطلاق مختبر علوم المريخ (MSL) في عام 2009 والهبوط على سطح المريخ في عام 2010. سيكون روبوتًا من الجيل الثالث يعتمد على التجربة الناجحة للبعثتين البحثيتين "سبيريت" و"أوبورتيونيتي"، اللتين، كما ذكرنا، هبطتا على المريخ في يناير 2004. والفرق الرئيسي بين هذا الروبوت وجميع روبوتات المريخ السابقة هو أنه مصدر الطاقة: بينما كانت الروبوتات السابقة تستخدم الطاقة الشمسية التي تم تحويلها إلى طاقة كهربائية من خلال الخلايا الشمسية المثبتة أعلى الروبوتات، فإن هذا الروبوت سيستخدم مولدًا نوويًا صغيرًا من نوع RTG.

الاعتماد على مصدر طاقة نووي وليس شمسي سيسمح بفترة تشغيل أطول بكثير وإمكانية النشاط والحركة حتى أثناء ليل المريخ. تسمع الكثير من الانتقادات العامة في الولايات المتحدة ضد استخدام مصدر للطاقة النووية في هذه المهمة البحثية، لذلك يتم إجراء اختبارات الجدوى في وكالة ناسا لبديل للطاقة الشمسية لمركبة فضائية بحثية مع هذا الروبوت. تم استخدام RTG لتزويد المركبات الفضائية بالطاقة الكهربائية منذ ستينيات القرن العشرين بنجاح كامل. علاوة على ذلك، أظهرت الاختبارات المختلفة أنه حتى في حالة انفجار مركبة الإطلاق والمركبة الفضائية المجهزة بوحدات الطاقة النووية هذه، فإن التأثير على البيئة يكون هامشيًا. جميع المنشورات العلمية لوكالة ناسا ووزارة الطاقة الأمريكية حول هذا الموضوع لم تكن ذات فائدة حتى الآن - وكلما تم إطلاق مركبة فضائية مجهزة بـ RTG، هناك دعوة عامة لإلغاء الإطلاق.


مهمة إعادة عينات التربة

تم التخطيط لمهمات مختلفة لإعادة عينات التربة في وكالة ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية. الغرض من هذه المهام بسيط، لكن تنفيذها معقد للغاية: أولاً، يجب أن تهبط المركبة الفضائية بنجاح على المريخ. ثانيًا، يجب جمع عينات التربة من المريخ (يمكن القيام بذلك باستخدام ذراع جمع متصل بالمركبة الفضائية أو باستخدام روبوت صغير، والذي سيجمع عينات مثيرة للاهتمام ويحضرها إلى المركبة الفضائية). وبعد جمع العينات، يجب وضعها في حجرة خاصة في مركبة الهبوط، التي لديها نظام إطلاق قادر على الإطلاق من المريخ إلى الأرض. ويجب أن تكون غرفة العينات مجهزة بغلاف وقائي، حتى يتسنى هبوطها بسلام على الأرض، حيث سيتم جمعها، ويمكن دراسة عينات التربة من المريخ في المعاهد البحثية والمختبرات على الأرض.

والأمل هو أن يتم تنفيذ هذه المهام في منتصف أو نهاية العقد المقبل. الميزة الواضحة لهذه المهمة هي إمكانية دراسة عينات التربة من المريخ مع مرور الوقت واستخدام أدوات متطورة، وهو أمر لا يكون ممكنًا دائمًا من خلال البحث الآلي على سطح المريخ.

البحث باستخدام البالونات والطائرات بدون طيار

خيار آخر مثير للاهتمام لاستكشاف المريخ هو استخدام المركبات الفضائية التي ستجلب أنواعًا مختلفة من المركبات الجوية غير المأهولة والبالونات إلى المريخ. إن فكرة استكشاف المريخ باستخدام المنطاد ليست جديدة، ففي الماضي تم اتخاذ خطوات فعلية لبناء مركبة فضائية بحثية من شأنها جلب المناطيد إلى المريخ، لكن حتى اليوم لا يوجد حتى الآن موعد محدد لهذه المهمة.

مبدأ تشغيل البحث باستخدام منطاد أو منطاد الهواء الساخن بسيط: سيتم نفخ البالون في الغلاف الجوي للمريخ، وسيحمل تحته مجموعة من أنواع مختلفة من أجهزة القياس. خلال اليوم المريخي سيسخن الغاز الموجود داخل البالون وسيطفو البالون في الغلاف الجوي ويتحرك من مكان إلى آخر دون حسيب أو رقيب إلا حسب حالة الرياح على المريخ. ومع حلول الليل الأحمر وانخفاض درجة الحرارة، سيصبح الغاز الموجود داخل البالون أكثر ضغطًا، ويقل رفعه، ويهبط البالون على الأرض. ستكون مجموعة الأجهزة المتصلة بالبالون قادرة على البدء في العمل في هذه المرحلة. ومع ارتفاع درجة حرارة كوكب المريخ، سيرتفع المنطاد عن الأرض ويحمل الأدوات في الغلاف الجوي حتى الليلة التالية.

أصبح من الواضح من التجارب المختلفة أنه من الممكن أن يكون هناك عدد كبير من دورات الإقلاع والهبوط للمنطاد أو منطاد الهواء الساخن. كما ستتمكن السفن الفضائية من جلب طائرات مجنحة بمختلف أنواعها إلى المريخ، على غرار الطائرات الشراعية أو طائرات الأبحاث المختلفة، التي تستخدم على الأرض. إن التحدي المتمثل في التحليق بطائرة مجنحة في الغلاف الجوي الرقيق للمريخ كبير، والمهمة ليست بسيطة على الإطلاق.

وسيتم دفع هذه الطائرات بواسطة محرك كهربائي، والذي سيتلقى الطاقة التي يحتاجها من مجموعة من الخلايا الشمسية التي سيتم تركيبها في الجزء العلوي من الطائرة وعلى الجناح. يتم بالفعل إجراء تجارب مختلفة في وكالة ناسا، حيث تم بناء العديد من الطائرات التجريبية التي تم اختبارها في رحلة حقيقية وفي نفق الرياح. التحدي الآخر في هذا النوع من المهام هو الحاجة إلى طي الطائرة بحيث تتناسب مع علبة صغيرة نسبيًا، والتي تكون منصات الإطلاق قادرة على إرسالها من الأرض إلى المريخ.


ExoMars: مهمة وكالة الفضاء الأوروبية

ExoMars هي مهمة بحثية كبرى تابعة لوكالة الفضاء الأوروبية لاستكشاف المريخ. يوجد في مركز هذه المهمة روبوت كبير ومتطور، مصمم للأبحاث الجيولوجية والبيولوجية على المريخ. يتم تطوير ExoMars كجزء من مشروع البعثات المستقبلية لوكالة الفضاء الأوروبية المعروف باسم Aurora.

وستكون المركبة الآلية قادرة على التحرك على سطح المريخ لمسافات طويلة وإجراء اختبارات جيولوجية مختلفة والحفر حتى عمق مترين تحت سطح الأرض. سيتم وضع عينات من التربة الممزوجة بالثلج في غرفة اختبار، يوجد بداخلها الكثير من المعدات المصممة لتحديد ما إذا كانت هناك بقايا كائنات حية في العينات التي تم اختبارها. إن مبدأ تشغيل المختبر الآلي للروبوت يذكرنا إلى حد ما بالمختبرات التي تم فيها تجهيز مركبات فايكنغ الفضائية في السبعينيات، على الرغم من أن مجموعة التجارب وأجهزة القياس أكثر تطورا بشكل لا نهائي. ومن غير المعروف متى تخطط وكالة الفضاء الأوروبية لإطلاق المهمة إلى المريخ.