كان من الإنجازات العظيمة لمهام أبولو إعادة مئات الكيلوغرامات من صخور القمر إلى الوطن. تخضع هذه الصخور والغبار لتحليل مستمر منذ عودة رواد أبولو 11 إلى منازلهم قبل أكثر من 50 عامًا.
ولا يزالون يكتشفون.
يمتلك العلماء عينات من الرياح الشمسية للشمس ، جزيئات من ذيل المذنب ، بضعة جرامات من كويكب ، وسيأتي المزيد قريبًا.
ولكن هناك عالم واحد ، محط تركيز الكثير من الدراسات العلمية ، والتي لم يسبق أن عادت عينة منها: المريخ.
وضعت وكالة ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية خططًا لجلب عينة من المريخ إلى المنزل لعقود ، والآن ، يمكن أن تطير المهام في السنوات القليلة القادمة ، وأخيرًا جلب قطعة من الكوكب الأحمر إلى الأرض لنا للدراسة مباشرة.
تاريخ بعثات عودة العينة
يتم استكشاف الفضاء على مراحل. أولاً ، تبدأ برحلة طيران استكشافية ، حيث تذهب المركبة الفضائية في مسار سريع عبر عالم ، وتوفر مجموعة أولية من الصور والبيانات. فكر في جولة فوييجر الكبرى عبر النظام الشمسي أو نيو هورايزونز التي تزور بلوتو.
ثم تعود مع مركبة فضاء ، مركبة فضائية يمكن أن تبقى في مكانها لسنوات ، وتدرس سطح العالم بتفصيل كبير. لنأخذ مركبة الفضاء كاسيني ، التي تدور حول زحل 294 مرة ، التقطت أكثر من 450.000 صورة وغيرت فهمنا للكوكب الحلق إلى الأبد.
ثم تأتي الهبوط والرحلات. بالطبع ، أفضل مثال على ذلك هو المريخ ، مع الروح والفرصة ، بالإضافة إلى الفضول ، التي التقطت معًا مئات الآلاف من الصور وحفرت الصخور ووجدت أدلة على وجود مياه سابقة على كوكب المريخ.
ثم تأتي بعثات عودة العينة. هذه هي المرحلة التي حاولت فيها وكالات الفضاء مرات قليلة فقط.
بصرف النظر عن مهمة أبولو ، كانت أول مركبة فضائية لجلب عينات من الفضاء إلى الأرض هي مهمة لونا السوفيتية. في عام 1970 ، أعادت Luna 16 إلى الوطن 101 جرامًا من النظام القمري ، تليها Luna 20 ، و Luna 24. على الرغم من أنهم أحضروا جزءًا من المواد التي أعادتها بعثات أبولو ، إلا أنها كانت من مواقع مختلفة على القمر.
كانت المركبة الفضائية التالية لإعادة عينة إلى المنزل هي مهمة Genesis التابعة لوكالة ناسا. تم إطلاقه في عام 2001 لجمع عينات من الرياح الشمسية للشمس ، وإعادتها إلى الأرض.
فتحت جامعي العينات في 1 أبريل 2004 ، ثم عادت إلى الأرض في سبتمبر من نفس العام. لسوء الحظ ، فشلت المظلة في الفتح بشكل صحيح ، وتحطمت المركبة الفضائية بقوة في صحراء يوتا.
على الرغم من الهبوط الصعب ، تمكن العلماء من استرداد عينات قابلة للاستخدام ، مما ساعدهم على اكتشاف أن الأرض ربما تكونت من مواد سديم شمسية مختلفة عن الشمس.
ثم جاءت مهمة Stardust من وكالة ناسا ، التي طارت عبر ذيل المذنب Wild 2 في يناير 2004 ، ثم أعادت كبسولتها إلى الأرض بعد ذلك بعامين. أظهر تحليل هذه الجسيمات العلماء أن المذنبات تحتوي على جزيئات أخرجت من الشمس في وقت مبكر من تاريخها ، وقد يكون لها طريقة تشكيل مختلفة عن تلك التي توقعها الفلكيون.
كانت آخر مهمة عودة نموذجية هي مهمة Hayabusa من وكالة JAXA ، والتغلب على جميع أنواع الصعوبات ، بما في ذلك التعرض مباشرة للتوهج الشمسي ، وفقدان عجلات التفاعل الخاصة بها ، والفشل في نشر مركبة القفز. ولكن بشكل لا يصدق ، تمكن مراقبو المهمة من إعادة المركبة الفضائية إلى المنزل ، مع وجود بضعة ميكروجرامات ثمينة من مواد الكويكبات على متنها.
هناك مهام في الوقت الحالي: Hayabusa 2 و OSIRIS-REx والتي ستجلب المزيد من عينات الكويكبات إلى المنزل للدراسة. تخطط وكالة JAXA لمهمة لإعادة عينة من أقمار المريخ.
إذن ماذا عن مهمة عودة عينة إلى المريخ نفسه؟
ماذا يمكننا أن نتعلم من مهمة عودة عينة من كوكب المريخ؟
لقد تعلمنا في الواقع القليل جدًا عن جيولوجيا المريخ وجوها لأن هناك قطعًا من الكوكب الأحمر موجودة هنا على الأرض. لقد تم تحطيمهم خارج كوكب المريخ بسبب اصطدام كويكب عملاق قبل ملايين السنين ، ثم طافوا عبر الفضاء ، وضربوا الأرض في نهاية المطاف ونجوا بشكل لا يصدق من رحلة عبر الغلاف الجوي.
يمتلك العلماء قطعًا عشوائية من المريخ ، لكنهم يريدون الآن عينة من اختيارهم. وهذا يعني إرسال مهمة عودة عينة مباشرة.
تخطط وكالة ناسا في الواقع لمهمة عودة عينة من المريخ منذ أوائل السبعينيات ، حتى قبل إطلاق مركبة الفضاء فايكنغ.
تتضمن أهداف مهمة العودة البحث عن الحياة ، ليس فقط الحياة اليوم ، ولكن الحياة الماضية ، وحتى السلائف الكيميائية للحياة.
من خلال إعادة العينات البكر من كوكب المريخ إلى الوطن ، يمكن للعلماء إجراء جميع أنواع التجارب على النظام المريخي وتعريضها للماء ، وجو سميك ومغذيات لمعرفة ما إذا كانت هناك أي بكتيريا نشطة. تمت تجربة هذه التجربة مع فايكنج ، لكن النتائج لم تكن حاسمة ولا يزال علماء الأحياء الكوكبيون يجادلون فيها.
يمكنهم تحليل العينات تحت المجاهر القوية ، والبحث عن أي أحافير مجهرية ، أو أي مؤشر آخر على وجود حياة هناك.
بالإضافة إلى ذلك ، يمكن للعلماء فهم تاريخ سطح المريخ ، وكيف تأثر بالمياه على مدى ملايين السنين.
يمكن إرجاع العينات من بعض المواقع الأكثر إثارة للاهتمام ، مثل رواسب البحيرات والرواسب حول الفتحات الحرارية المائية ودلتا الأنهار القديمة.
يمكن أن يعيدوا عينات من ضربات النيزك الأخيرة والقديمة ، والثورات البركانية ، والمناطق التي تعرضت للرياح لفترة طويلة.
يمكنهم أيضًا دراسة تاريخ المريخ على المدى الطويل على مدى مليارات السنين ، لمحاولة فهم وفهم متى حدثت تغيرات كوكبية هائلة لجعل الكوكب باردًا وجافًا. متى استقر قصف الكويكب؟
يمكنهم حتى أخذ عينات من النيازك التي تتناثر على سطح المريخ ، وأخذ عينات من عوالم أخرى في نفس الوقت.
من الأفضل إرسال هذه العينات إلى المنزل قبل أن يضع الإنسان أول قدم على سطح المريخ. نحن نعلم بالفعل أن هناك مواد كيميائية سامة في المريخ ، ولكن ماذا عن الغبار الذي يستقر خارج الغلاف الجوي؟ هل سيكون خطرًا إذا استنشقه رواد الفضاء؟ ماذا عن المواد العميقة تحت السطح؟
من خلال دراسة هذه المواد ، سيتمكن العلماء أيضًا من فهم مدى قدرة رواد الفضاء على العيش خارج الأرض. استخدام الأسقف لمواد البناء وزراعة النباتات. وكذلك تفكيكها كيميائيا لمختلف المواد الخام.
هل الأجزاء المختلفة من المريخ أكثر فائدة من غيرها؟
خطط مهمة عودة عينة المريخ
كانت واحدة من الخطط المبكرة لمهمة عودة عينة إلى المريخ تسمى مجموعة العينات للتحقيق في المريخ (أو SCIM). ستكون هذه مهمة غير مكلفة نسبيًا من الدرجة الكشفية ستطير عبر الغلاف الجوي للمريخ على ارتفاع منخفض يصل إلى 40 كم ، وتجمع الغبار والغازات الجوية.
سيكون هذا مرتفعًا بما يكفي حتى لا يلتقط المريخ المركبة الفضائية. ثم تعيد العينات إلى الأرض. من خلال دراسة هذه العينات ، يمكن للعلماء مطابقة عينة الغلاف الجوي مع الغازات الموجودة في صخور المريخ هذه للتأكد من أنها جاءت من الكوكب الأحمر. سيكونون قادرين على دراسة غبار المريخ عن كثب ، كما تعلمون ، الغبار الذي يمكن أن يشكل عواصف على مستوى الكوكب قادرة على إنهاء مهام التجوال ، ويمكن أن تشكل خطرًا على رواد الفضاء في المستقبل.
تم تقديم الاقتراح في عام 2001 ، لمهمة ستطير في عام 2007 وتعيد عينات بحلول عام 2010 ، لكنها لم تنطلق أبدًا من الأرض.
ولكن في عام 2009 ، بدأت وكالة ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية في وضع خطط جادة لإعادة قطعة من كوكب المريخ إلى المنزل ، معلنة رسميًا تعاونها في مهمة.
توقعًا لبعثة الإرجاع النموذجية المستقبلية ، قامت كل من وكالة ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية ببناء مركباتها القادمة لتكون المرحلة الأولى في إرسال المواد إلى الوطن.
أثناء الزحف عبر سطح الكوكب الأحمر ، ستجمع مركبة Mars 2020 rover التابعة لوكالة ناسا عينات مثيرة للاهتمام ثم تسقطها على السطح أثناء سيرها. ستقوم Rosalind Franklin rover من وكالة الفضاء الأوروبية ، المقرر إطلاقها أيضًا في عام 2020 ، بجمع وتخزين عينات من سطح المريخ في عبوات بحجم قلم ، والتي ستكون جاهزة للاستلام.
تتكون بعثة العودة عينة من ثلاثة أجزاء.
أولاً ، ستكون هناك مركبة نقل سريعة الحركة أنشأتها وكالة الفضاء الأوروبية لجمع عينات للدراسة. ثم مركبة صاعدة تابعة لوكالة ناسا تنقل العينات إلى مدار المريخ. وأخيرًا ، مهمة مدارية من وكالة الفضاء الأوروبية تسترد العينات وتعيدها إلى الأرض.
ستصبح Sample Fetch Rover من وكالة الفضاء الأوروبية (ESA) مركبة خفيفة الوزن نسبيًا ، ولا تزيد عن 120 كيلوجرامًا. ستحتاج إلى أن تكون قادرة على السفر لمسافة 20-30 كيلومترًا لمسافة 200 متر يوميًا ، وتوجيهها بشكل مستقل حول المخاطر في طريقها. على مدار هذه الفترة ، ستلتقط العشرات من العينات المتبقية على السطح بحلول مارس 2020 أو روزاليند فرانكلين ، وتختار 30 أو أكثر من الناحية العلمية الأكثر إثارة للاهتمام لإرسالها إلى المنزل.
بعد عدة أشهر من جمع العينات ، ستصل Fetch Rover إلى Mars Sample Retrieval Lander. هذه مركبة فضائية لها العديد من أوجه التشابه مع المركبات الفضائية Curiosity و Mars 2020 التابعة لناسا.
ستستخدم المبرد ثم المظلة عندما تدخل الغلاف الجوي للمريخ ، مما يؤدي في النهاية إلى خفض صاروخ الصعود إلى سطح المريخ. ستبقى على كوكب المريخ لمدة تصل إلى 150 يومًا ، في انتظار عينات من Fetch Rover.
عندما تم تحميل العينات على متنها ، ستطلق مركبة الصعود محركها الهجين أو الصاروخ الصلب ، وتحمل العينات إلى مدار ارتفاعه 350 كم.
ثم يتم اعتراضها من قبل Earth Earth Orbiter ، مما يجعل موعدًا مستقلاً تمامًا على بعد ملايين الكيلومترات من الأرض. ستستخدم بعد ذلك محركًا أيونيًا كهربائيًا شمسيًا للقيام برحلة طويلة إلى الأرض.
وبعد ذلك ، في وقت ما من عام 2030 ، سيحصل العلماء على حوالي 500 جرام من المواد من سطح المريخ.
في أوائل عام 2019 ، أدرج البيت الأبيض الأموال في ميزانيته المقترحة لبعثة عودة عينة المريخ ، والتي يمكن إطلاقها بشكل مثالي في عام 2026. على الرغم من اقتراح مهمة كهذه عدة مرات من قبل ، فهذه هي المرة الأولى التي كان فيها التمويل الفعلي اجلس جانبا. لقد منحت وكالة ناسا 109 مليون دولار في عام 2020 للعمل في "أنشطة المريخ المستقبلية" والتي تعد في الأساس مهمة عودة العينة.
حتى الآن ، بعد ما يقرب من 50 عامًا من التخطيط ، هناك مهمة عودة عينة خطيرة إلى المريخ قيد الإعداد.
احصل على النشرة الإخبارية بالبريد الإلكتروني الأسبوعي:
مرة واحدة في الأسبوع أقوم بتجميع جميع أخبار الفضاء الخاصة بي في رسالة إخبارية بالبريد الإلكتروني واحدة وإرسالها. تحتوي على صور ، وموجزات مختصرة حول القصة ، وروابط حتى تتمكن من معرفة المزيد. انتقل إلى universetoday.com/newsletter للاشتراك.
