تدرس وكالة ناسا تطوير مركبة هبوط للبحث عن الحياة على قمر كوكب المشتري أوروبا

تدرس وكالة ناسا إطلاق مركبة هبوط في العقد المقبل إلى قمر كوكب المشتري أوروبا، والذي يعتقد أنه يحتوي على محيط عالمي تحت صفحته الجليدية الخارجية قد يكون مناسبًا للحياة. وإذا تمت الموافقة على المهمة، فستكون هذه هي المرة الأولى التي ترسل فيها وكالة ناسا مهمة للبحث المباشر عن الحياة في النظام الشمسي، منذ هبوط فايكنغ على المريخ في السبعينيات. وستعمل مركبة الهبوط المقترحة بشكل منفصل عن مهمة أخرى لوكالة ناسا تمت الموافقة عليها بالفعل ويجري تطويرها حاليا، لإطلاق مسبار سيستكشف القمر أوروبا من مدار حول كوكب المشتري.

ونشرت وكالة ناسا الأسبوع الماضي تقريرا عن أهداف وخصائص مهمة تدرس الوكالة تطويرها، حيث سيتم إطلاق مركبة للهبوط على قمر المشتري يوروبا والبحث عن حياة أو علامات حياة على القمر. يعد أوروبا أحد أكثر الأماكن إثارة للاهتمام في النظام الشمسي اليوم، لأن الباحثين يقدرون أنه يوجد تحت الغطاء الجليدي الخارجي محيط شاسع من المياه السائلة والمالحة التي قد تسمح بوجود الحياة هناك.

تعمل وكالة ناسا منذ عدة سنوات على تطوير مهمة أخرى لأوروبا، وهي مسبار سيدخل مدارًا حول كوكب المشتري ويقوم بعدد كبير من الرحلات الجوية بالقرب من القمر. وسيحاول أن يثبت بما لا يدع مجالاً للشك أن المحيط تحت الجليدي موجود بالفعل ويفحص ما إذا كانت الظروف المناسبة للحياة موجودة هناك. وسيحلق المسبار قريبا من القمر ولن يدخل في مدار حوله بسبب الإشعاع المكثف بالقرب من المشتري والذي سيدمر مكوناته الإلكترونية بسرعة كبيرة. ووفقا للخطة الحالية، فإن المسبار، الذي ليس له اسم رسمي بعد ويسمى مهمة الطيران الأوروبي المتعدد (EMFM للاختصار)، سيتم إطلاقه في عام 2022 تقريبًا.

ويأتي اقتراح الهبوط الحالي بعد أن تلقت الوكالة توجيهًا صريحًا من الكونجرس الأمريكي، في قانون ميزانية ناسا لعام 2016، لتطوير مهمة الهبوط إلى أوروبا. على الرغم من وفقا ل صياغة القانون كان من المفترض أن يتم تضمين مركبة الهبوط كجزء من مهمة مسبار EMFM، ولكن وفقًا للاقتراح المفصل في التقرير، ستعمل مركبة الهبوط كمهمة منفصلة تمامًا عن المسبار - سيتم إطلاقها بشكل منفصل وستتضمن مركبة فضائية خاصة بها سيدخل المدار حول أوروبا وسيكون بمثابة محطة ترحيل بين مركبة الهبوط والأرض.

وسيكون أحد الأهداف الرئيسية لمركبة الهبوط المقترحة هو البحث المباشر عن الحياة، أو العلامات الكيميائية التي تشير إلى وجود حياة على القمر. وفي حالة الموافقة، ستكون هذه هي المرة الأولى التي ترسل فيها وكالة ناسا مهمة بهدف البحث المباشر عن الحياة منذ هبوط سفينة فايكنغ على المريخ في السبعينيات. وفي حالة المريخ، لم تسفر عمليات الهبوط عن نتائج واضحة، ومنذ ذلك الحين تجنبت الوكالة القيام بمهام ذات هدف مباشر هو البحث عن الحياة، ولكن مع أهداف أكثر غير مباشرة، مثل دراسة الظروف في الماضي المبكر للمريخ و سواء كانت مناسبة للحياة.

وللبحث عن الحياة، ستستخدم مركبة الهبوط ذراعًا آلية لجمع عينات من عمق يصل إلى 10 سنتيمترات تحت الطبقة الجليدية الخارجية لأوروبا، وستضعها في مختبر سيقوم بتحليل تركيبها الكيميائي، وستشمل أيضًا نظامًا مجهريًا. والتي ستكون قادرة على اكتشاف البكتيريا الصغيرة التي يصل حجمها إلى 0.2 ميكرون. سيتم أيضًا تجهيز مركبة الهبوط بكاميرات استريو وجهاز قياس الزلازل وأدوات علمية أخرى لاستكشاف القمر.

حتى لو لم ترسل لنا مركبة الهبوط الصورة التي طال انتظارها لبكتيريا خارج كوكب الأرض، أو غيرها من العلامات الأقل مباشرة للحياة على أوروبا، فإن المهمة ستجعل من الممكن إجراء فحص مباشر، في الموقع، لمعرفة ما إذا كانت الظروف المناسبة للحياة في أوروبا موجودة. وخاصة في محيطه تحت الجليدي، ويمهد الطريق لأبحاث أكثر تفصيلا عن القمر في المستقبل.

عُرف أوروبا بأنه قمر مثير للاهتمام وغير عادي لعقود من الزمن، منذ أن تم تصويره بواسطة مركبة الفضاء فوييجر في أواخر السبعينيات. لا توجد أي حفر مرئية تقريبًا على سطحه، مما يشير إلى عمره الصغير نسبيًا من وجهة نظر جيولوجية. ومن ناحية أخرى، فإن سطحه مليء بالشقوق والشرائط العديدة التي تقطع بعضها البعض، ويمتد بعضها لعشرات الكيلومترات. ويقدر الباحثون أن سببها هو إزاحة الجليد في الطبقة الخارجية.

ومن هذه التضاريس وغيرها من البيانات، استنتج الباحثون أنه قد يكون هناك محيط سائل تحت طبقة الجليد الخارجية. أهم الأدلة وجاء وجود المحيط تحت الجليد من المركبة الفضائية جاليليو، التي قامت بدراسة كوكب المشتري وأقماره بين عامي 1995-2003. واكتشفت أن القمر لديه مجال مغناطيسي ضعيف نشأ نتيجة تأثير المجال المغناطيسي لكوكب المشتري، والتفسير الأكثر منطقية هو أن هذا المجال المغناطيسي يتكون من طبقة موصلة للكهرباء من الماء السائل المالح على عمق يصل إلى 100 كيلومتر، والتي تحت طبقة خارجية من الجليد على ارتفاع حوالي 10 -30 كم. وإذا كان موجودًا، فإن هذا المحيط يحتوي على مياه أكثر من جميع المحيطات الموجودة على الأرض.

في السنوات الأخيرة ملاحظات من تلسكوب هابل الفضائي أظهر أنه من الممكن أن تخرج نفاثات من بخار الماء مثل السخانات من سطح أوروبا. وعلى الرغم من أن الملاحظات التي أجراها التلسكوب غير حاسمة، فمن المعروف أن مثل هذه التدفقات موجودة على القمر إنسيلادوس زحل وهم لوحظت بواسطة المركبة الفضائية كاسيني التي تدرس كوكب زحل وأقماره. وتشير التقديرات إلى أن هذه النوافير المائية على إنسيلادوس تنبع من المحيط تحت الجليد الموجود أيضًا على إنسيلادوس. إذا كانت مثل هذه التدفقات موجودة أيضًا في أوروبا، فإنها ستوفر فرصة ذهبية لدراسة التركيب الكيميائي للمحيط تحت الجليد في أوروبا، دون الاضطرار إلى الحفر عبر صفائحه الجليدية السميكة.

إذا تمت الموافقة عليه، يأمل الباحثون أن مسبار EMFM، الذي سيصل قبل عدة سنوات من الهبوط وسيقدم صورًا بدقة أعلى بكثير من تلك التي قدمها غاليليو، سيجعل من الممكن العثور على مواقع هبوط مثالية لمركبة الهبوط، سواء في من حيث سلامة الهبوط ومن حيث الفائدة العلمية.

ووفقا للاقتراح، سيتم إطلاق مركبة الهبوط بين عامي 2024 و2025 مع "مركبتها الفضائية الأم"، والتي ستبحر في الرحلة إلى كوكب المشتري. وسوف يساعد في الطيران بالقرب من الأرض والاستفادة من جاذبيتها لزيادة سرعته إلى السرعة المطلوبة للوصول إلى العدالة. وعند وصولها إلى كوكب المشتري، بعد رحلة استغرقت حوالي خمس سنوات، ستستخدم نفس طريقة التحليق القريب، هذه المرة بالقرب من أقمار المشتري الكبيرة، لإبطاء سرعتها والدخول في مدار حول القمر أوروبا.

عند دخولها المدار القمري، سيتم إطلاق مركبة الهبوط من المركبة الفضائية الأم وتبدأ عملية الهبوط المعقدة. وبما أن القمر ليس له غلاف جوي، فإن الطريقة الوحيدة للهبوط عليه هي باستخدام محركات الصواريخ. سطحه معقد وغير أملس، وقد يؤدي الهبوط غير الدقيق إلى الفشل. ولذلك يقترح التقرير استخدام طريقة "الرافعة السماوية" التي نجحت في هبوط المركبة الفضائية كيوريوسيتي على سطح المريخ في عام 2012. في هذه الطريقة، تقوم المحركات الصاروخية لنظام الهبوط بإيقاف مركبة الهبوط على ارتفاع معين فوق سطح الأرض، وسوف تهبط باستخدام كابل يتدلى منها بعناية إلى الأسفل.

ويعد قمر يوروبا ثاني أقرب أقمار الكوكب الكبيرة إلى المشتري، ويقع في أعماق منطقة أحزمة المشتري الإشعاعية المكثفة، والتي ينشأها مجاله المغناطيسي الهائل. لذلك، عند دخول المدار حول أوروبا، سيكون لدى مركبة الهبوط والمركبة الفضائية الأم وقت محدود للغاية حتى يدمر الإشعاع القوي مكوناتها الإلكترونية. ولهذا السبب، لن يكون لدى المركبة مصدر طاقة متجددة، وستعمل على بطاريات تدوم لمدة تتراوح بين 20 و40 يوما فقط من النشاط.

وربما يحقق هذا الاقتراح الحلم الرطب لباحثي وكالة ناسا وعلماء الأحياء الفلكية الذين يبحثون عن حياة خارج كوكب الأرض، لكن ليس من الواضح مدى واقعية ذلك من وجهة نظر الميزانية. ولم يذكر التقرير على الإطلاق تكلفة المهمة. بالإضافة إلى ذلك، يقترح التقرير إطلاق مركبة الهبوط والمركبة الفضائية الأم على القمة قاذفة SLSوهي قاذفة ثقيلة تعمل وكالة ناسا حاليًا على تطويرها لإطلاق رواد الفضاء إلى مدار حول القمر وربما إلى المريخ في المستقبل. تقدر تكلفة قاذفة SLS واحدة بحوالي مليار دولار، لذلك إذا أضفنا ذلك إلى تكلفة مهمة مبتكرة مثل مركبة الهبوط المقترحة، فمن الواضح أن مثل هذه المهمة ستكلف ثروة.

وسواء تمت الموافقة على المقترح الوارد في التقرير في المخطط الحالي أو في مخطط أكثر تواضعا، فلا شك أن القمر أوروبا يقف في مقدمة قائمة الأهداف البحثية في النظام الشمسي لوكالة الفضاء الأمريكية، وفي الواقع لا فقط من أجل ذلك. وتخطط وكالة الفضاء الأوروبية لإطلاق المسبار في عام 2022 عصير، والتي ستستكشف أوروبا، إلى جانب القمرين الجليديين الكبيرين الآخرين لكوكب المشتري، كاليستو وجانيميد.

لإعلان ناسا

للحصول على التقرير الكامل