تقنية

على كوكب المريخ ، كانت المركبة الجوالة وطائرة الهليكوبتر التابعة لوكالة ناسا عام المفاجأة والاكتشاف


بقلم كينيث تشانغ

قبل عام ، كانت مركبة المثابرة التابعة لوكالة ناسا تتسارع إلى الاصطدام بالمريخ ، واقتربت من وجهتها بعد رحلة امتدت 290 مليون ميل ، واستغرقت سبعة أشهر من الأرض.

في 18 فبراير الماضي ، اخترقت المركبة الفضائية التي تحمل المسبار الغلاف الجوي للمريخ بسرعة 13000 ميل في الساعة. في سبع دقائق فقط – ما يسميه مهندسو وكالة ناسا “سبع دقائق من الرعب” – كان عليها تنفيذ سلسلة من المناورات لوضع المثابرة برفق على السطح.

نظرًا لدقائق تأخير الاتصالات اللاسلكية لتقطع النظام الشمسي ، كان الأشخاص الذين كانوا في مركز التحكم في المهمة في مختبر الدفع النفاث التابع لوكالة ناسا في كاليفورنيا مجرد متفرجين في ذلك اليوم. إذا حدث خطأ ما ، فلن يكون لديهم أي وقت لمحاولة الإصلاح ، وكانت المهمة البالغة 2.7 مليار دولار – للبحث عن دليل على أن شيئًا ما عاش على الكوكب الأحمر – سينتهي في حفرة محفورة حديثًا.

ولكن كان أداء المثابرة ممتازًا ، حيث أرسلت لقطات فيديو مبهجة إلى المنزل عند هبوطها. وأضافت ناسا إلى مجموعتها من الروبوتات التي تستكشف المريخ.

قالت جينيفر تروسبر ، مديرة مشروع المثابرة: “السيارة نفسها تعمل بشكل جيد للغاية”.

بعد اثني عشر شهرًا ، تقع المثابرة داخل فوهة يبلغ عرضها 28 ميلًا تُعرف باسم Jezero. من التضاريس ، يتضح أنه منذ أكثر من 3 مليارات سنة ، كان Jezero جسمًا مائيًا بحجم بحيرة تاهو تقريبًا ، حيث تتدفق الأنهار من الغرب إلى الخارج إلى الشرق.

تُظهر صورة غير مؤرخة مقدمة من NASA / JPL-Caltech / MSSS صورة سيلفي التقطتها مركبة المثابرة التابعة لوكالة الفضاء فوق منطقة حفرت فيها المركبة عينات الصخور. كانت الأشهر الـ 12 الماضية على سطح المريخ “مثيرة” و “مرهقة” للعلماء والمهندسين الذين يهتمون بمركبة المثابرة التابعة لوكالة ناسا وطائرة الهليكوبتر الآلية Ingenuity. (NASA / JPL-Caltech / MSSS عبر نيويورك تايمز)

كان أول ما فعلته المثابرة هو نشر Ingenuity ، وهي طائرة هليكوبتر آلية صغيرة وأول آلة طيران من هذا النوع تقلع على كوكب آخر. أظهرت المثابرة أيضًا تقنية لتوليد الأكسجين ستكون ضرورية عندما يصل رواد الفضاء أخيرًا إلى المريخ.

ثم انطلقت العربة الجوالة في عملية تحويل من خطط الاستكشاف الأصلية لدراسة أرضية الحفرة التي هبطت فيها. وتبين أن الصخور هناك ليست ما كان يتوقعه العلماء. واجهت مشاكل عدة مرات عندما حاولت جمع نوى الصخور – أسطوانات بحجم أعواد الطباشير – والتي سيتم إعادتها في النهاية إلى الأرض من خلال مهمة مستقبلية. كان المهندسون قادرين على حل المشاكل ومعظم كل شيء يسير على ما يرام.

قال جويل هورويتز ، أستاذ علوم الأرض في جامعة ستوني بروك في نيويورك وعضو الفريق العلمي بالبعثة: “لقد كان عامًا مثيرًا للغاية ، ومرهقًا في بعض الأحيان”. “كانت وتيرة العمل مذهلة للغاية.”

بعد شهور من التدقيق في أرضية الحفرة ، يستعد فريق المهمة للحدث العلمي الرئيسي: استكشاف دلتا نهر جاف على طول الحافة الغربية لجيزيرو.

هذا هو المكان الذي يتوقع العلماء فيه العثور على صخور رسوبية من المرجح أن تحتوي على اكتشافات ضخمة ، وربما حتى علامات على حياة المريخ القديمة – إن وجدت أي حياة قديمة على المريخ.

قالت إيمي ويليامز ، أستاذة الجيولوجيا في جامعة فلوريدا وعضو فريق المثابرة العلمي: “الدلتا ، على الأقل على الأرض ، بيئات صالحة للسكن”. “هناك ماء. هناك رواسب نشطة يتم نقلها من نهر إلى بحيرة “.

يمكن لمثل هذه الرواسب أن تحافظ على جزيئات الكربون المرتبطة بالحياة. قال ويليامز: “إنه مكان ممتاز للبحث عن الكربون العضوي”. “لذلك نأمل أن يتركز الكربون العضوي الأصلي للمريخ في تلك الطبقات.”

المثابرة لم تهبط أكثر من ميل واحد من الدلتا. حتى من مسافة بعيدة ، يمكن للكاميرا ذات العين النسر أن تكشف الطبقات الرسوبية المتوقعة. كانت هناك أيضًا صخور ، بعضها بحجم السيارات ، جالسة على الدلتا ، والصخور التي تم غسلها في الحفرة.

قال جيم بيل ، عالم الكواكب في جامعة ولاية أريزونا: “كل هذا يروي قصة رائعة”.

تؤكد البيانات أن ما اقترحته الصور المدارية هو دلتا نهر هو بالفعل ذلك وأن تاريخ المياه هنا معقد. تشير الصخور ، التي جاءت بشكل شبه مؤكد من المرتفعات المحيطة ، إلى فترات من الفيضانات العنيفة في جيزيرو. قال بيل ، الذي يعمل كمحقق رئيسي للكاميرات المتطورة المثبتة على سارية المثابرة: “لم يكن الأمر مجرد ترسيب بطيء ولطيف للطمي والرمل والطين الحبيبي الناعم”.

كان مديرو البعثة قد خططوا في الأصل للتوجه مباشرة إلى الدلتا من موقع الهبوط. لكن العربة الجوالة نزلت في مكان كان الطريق المباشر فيه مسدودًا بكثبان رملية لم تتمكن من عبوره.

وأذهلتهم التكوينات الجيولوجية في الجنوب. قال كينيث فارلي ، عالم الجيوفيزياء في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا والذي يعمل كعالم المشروع الذي يقود البحث: “لقد وصلنا إلى موقع مفاجئ ، وحققنا أفضل ما في الأمر”.

نظرًا لأن Jezero عبارة عن فوهة بركان كانت ذات يوم بحيرة ، فقد كان من المتوقع أن يكون قاعها عبارة عن صخور تشكلت من الرواسب التي استقرت في القاع.

قالت كاثرين ستاك مورجان من مختبر الدفع النفاث التابع لناسا والتي تشغل منصب نائب عالم المشروع ، لكن للوهلة الأولى ، فإن الافتقار إلى الطبقات يعني “أنها لا تبدو رسوبية بشكل واضح”. لا شيء يشير بوضوح إلى أنها كانت بركانية في الأصل أيضًا.

قال نيكولاس توسكا ، أستاذ علم المعادن وعلم البترول في جامعة كامبريدج في إنجلترا وعضو فريق العلوم .

تظهر صورة غير مؤرخة قدمتها ناسا حفرة Jezero Crater على المريخ. كانت الأشهر الـ 12 الماضية على سطح المريخ “مثيرة” و “مرهقة” للعلماء والمهندسين الذين يهتمون بمركبة المثابرة التابعة لوكالة ناسا وطائرة الهليكوبتر الآلية Ingenuity. (ناسا عبر اوقات نيويورك)

بينما كان العلماء والمهندسون يفكرون فيما إذا كان عليهم الدوران حول الشمال أو الجنوب ، قام الفريق الذي صنع مروحية آلية تسمى Ingenuity بتجربة ابتكاراتهم. كانت المروحية إضافة متأخرة إلى المهمة ، وقصدت كدليل على مفهوم الطيران في الهواء الرقيق للمريخ.

في 18 أبريل ، ارتفع مستوى الإبداع إلى ارتفاع 10 أقدام ، وحلق لمدة 30 ثانية ثم عاد إلى الأرض. استغرقت الرحلة 39.1 ثانية. خلال الأسابيع التالية ، قامت شركة Ingenuity بأربع رحلات أخرى لزيادة الوقت والسرعة والسرعة.

كان من المفترض أن يكون هذا نهاية مهمة Ingenuity. كان المثابرة هو تركها وراءك والابتعاد عن أبحاثها.

لكن ناسا قررت أن خمس رحلات لم تكن كافية. عندما انطلق المثابرة لاستكشاف الصخور في الجنوب ، استمر الإبداع في استكشاف التضاريس أمام العربة الجوالة. ساعد ذلك في تجنب إضاعة الوقت في القيادة إلى الصخور غير الاستثنائية التي بدت مثيرة للاهتمام في الصور من المدار.

قال تروسبير: “أرسلنا المروحية وشاهدنا الصور ، وبدا الأمر مشابهًا جدًا لما كنا عليه”. “ولذا اخترنا عدم القيادة.”

أكملت المروحية لتوها رحلتها التاسعة عشرة ولا تزال في حالة جيدة. البطاريات لا تزال قيد الشحن. وقد أظهرت المروحية قدرتها على التحليق في الجو الأكثر برودة وأرقًا في أشهر الشتاء. وتمكنت من إزالة معظم الغبار الذي سقط عليها خلال عاصفة ترابية في يناير.

قال ثيودور تزانيتوس ، الذي يقود فريق الإبداع في مختبر الدفع النفاث: “كل شيء يبدو أخضرًا في جميع المجالات”.

أثناء استكشاف الصخور إلى الجنوب من موقع الهبوط ، قام العلماء بحل بعض أسرارهم عندما استخدمت المركبة الجوالة مثقابها لطحن ثقوب ضحلة في اثنين منهم.

قالت ستاك مورغان وهي تتذكر رد فعلها: “أوه ، واو ، هذه تبدو بركانية”. “بالضبط ما تتوقعه لتدفق الحمم البازلتية.”

يمكن للأدوات التي يحملها المثابرة لدراسة مكونات صخور المريخ أن تأخذ قياسات محددة بدقة على أجزاء من الصخور صغيرة مثل حبة الرمل. ويمكن للكاميرات الموجودة على الذراع الآلية التقاط صور عن قرب.

كشفت تلك الملاحظات عن حبيبات كبيرة من الزبرجد الزيتوني ، وهو معدن ناري يمكن أن يتراكم في قاع تدفق كبير من الحمم البركانية. في وقت لاحق ، ظهرت كسور بين حبيبات الزبرجد الزيتوني المملوءة بالكربونات ، وهو معدن يتشكل من خلال التفاعلات مع الماء.

التفكير الآن هو أن أرضية فوهة جيزيرو هي نفس الصخور البركانية الغنية بالزبرجد الزيتوني التي لاحظتها المركبات الفضائية التي تدور في مدارها في المنطقة. ربما تكون قد تشكلت قبل ملء فوهة البركان بالمياه.

ربما غطت الرواسب من البحيرة الصخور ، مع تسرب المياه عبر الرواسب لملء الكسور بالكربونات. ثم ، ببطء ، على مدى بضعة مليارات من السنين ، فجرت الرياح الرواسب بعيدًا.

يصعب على الجيولوجيين أن يلفوا عقولهم حول قدرة الهواء الرقيق على المريخ على تآكل الكثير من الصخور.

قال فارلي: “لا يمكنك العثور على مناظر طبيعية قريبة من تلك الموجودة على الأرض”.

حدثت أكثر اللحظات إزعاجًا خلال العام الأول أثناء جمع عينات الصخور. لعقود من الزمان ، كان علماء الكواكب يحلمون بإمكانية إحضار قطع من المريخ إلى الأرض ، حيث يمكنهم دراستها باستخدام أحدث الأجهزة في المختبرات.

المثابرة هي الخطوة الأولى في تحويل هذا الحلم إلى حقيقة عن طريق حفر نوى الصخور وختمها في أنابيب. ومع ذلك ، لا تملك المركبة الجوالة وسيلة للحصول على عينات الصخور من المريخ والعودة إلى الأرض ؛ التي تنتظر مهمة أخرى تعرف باسم عودة عينة المريخ ، وهو تعاون بين وكالة ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية.

أثناء تطوير مثقاب المثابرة ، اختبره المهندسون باستخدام مجموعة متنوعة من الصخور الأرضية. ولكن بعد ذلك ، تبين أن أول صخرة على سطح المريخ حاولت المثابرة حفرها كانت مختلفة عن كل صخور الأرض.

تحولت الصخور في جوهرها إلى غبار أثناء الحفر وانزلقت من الأنبوب. بعد عدة نجاحات ، واجهت محاولة حفر أخرى مشاكل. سقطت الحصى من الأنبوب في جزء غير مريح من العربة الجوالة – الدائرة التي يتم فيها تخزين لقم الحفر – وتطلب ذلك أسابيع من استكشاف الأخطاء وإصلاحها لتنظيف الحطام.

قال ستاك مورغان: “كان هذا مثيرًا ، وليس بالضرورة بأفضل طريقة”. “سارت بقية عمليات الاستكشاف بشكل جيد حقًا.”

ستعمل المثابرة في وقت ما على إسقاط بعض عينات الصخور الخاصة بها لعربة روفر في مهمة المريخ للإرجاع. هذا لمنع سيناريو الكابوس المتمثل في موت المثابرة وليس هناك من سبيل لإخراج الصخور التي تحملها.

السرعة القصوى للمثابرة هي نفس سرعة Curiosity ، فقد هبطت المركبة الجوالة NASA في فوهة بركان أخرى في عام 2012. لكن برامج القيادة الذاتية المحسّنة تعني أنها يمكن أن تغطي مسافات أطول في رحلة واحدة. للوصول إلى الدلتا ، تحتاج المثابرة إلى إعادة تتبع مسارها إلى موقع الهبوط ثم اتخاذ طريق حول الكثبان الرملية إلى الشمال.

يمكن أن تصل إلى الدلتا بحلول أواخر مايو أو أوائل يونيو. سيحاول الإبداع أن يظل متقدمًا على المثابرة.

تحلق المروحية أسرع من قدرة المركبة الجوالة على القيادة ، ولكن بعد كل رحلة ، يجب أن تمتص ألواحها الشمسية أشعة الشمس لعدة أيام لإعادة شحن البطاريات. المثابرة ، المدعومة بالحرارة من كتلة كبيرة من البلوتونيوم ، يمكنها القيادة يومًا بعد يوم بعد يوم.

ومع ذلك ، قد تكون المروحية قادرة على اتخاذ طريق مختصر عبر الكثبان الرملية.

قال تزانيتوس: “نخطط للوصول إلى الدلتا”. “ونحن نناقش ما يحدث خارج دلتا النهر.”

لكنه أضاف أن كل يوم يمكن أن يكون آخر يوم للبراعة ، والتي صُممت لتدوم شهرًا واحدًا فقط. قال: “تأمل أن تكون محظوظًا بما يكفي لمواصلة الطيران ، وسنواصل هذا الخط لأطول فترة ممكنة.”

بمجرد وصول المثابرة إلى الدلتا ، سيكون الاكتشاف الأكثر إثارة هو صور لما بدا أنه أحافير مجهرية. قالت تانيا بوساك ، عالمة الأحياء الجيولوجية في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ، في هذه الحالة ، “علينا أن نبدأ في التساؤل عما إذا كانت بعض الكرات من المادة العضوية مرتبة في شكل يحدد الخطوط العريضة للخلية”.

من غير المحتمل أن يرى المثابرة أي شيء لا لبس فيه من بقايا كائن حي. هذا هو السبب في أنه من الأهمية بمكان إحضار الصخور إلى الأرض لفحصها عن كثب.

بوساك ليس لديه رأي قوي حول ما إذا كانت هناك حياة على كوكب المريخ.

قالت: “نحن نحاول حقًا أن ندخل في الوقت الذي نمتلك فيه القليل جدًا من المعرفة”. “ليس لدينا أي فكرة عندما اجتمعت العمليات الكيميائية لتشكيل الخلية الأولى. ولذا ربما ننظر إلى شيء كان يتعلم فقط كيف يكون حياة “.

ظهر هذا المقال في الأصل في صحيفة نيويورك تايمز.



مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني.

زر الذهاب إلى الأعلى