ماء القمر: اكتشافات صينية مثيرة

اكتشاف جزيئات الماء في عينات القمر الصينية

بينما كان العلماء الصينيون يحللون عينات التربة التي أحضرها مسبارهم القمري من القمر، أدركوا شيئًا رائدًا: كان هناك ماء موجود مع المعادن في التربة.

أهمية اكتشاف الماء في شكل جزيئي

العثور على الماء على القمر، في حد ذاته، ليس بالأمر الجديد. فقد رصدت ناسا والمركبة الفضائية الهندية ما يعتقدون أنه ماء على سطح القمر، كما عثر العلماء الصينيون العام الماضي على ماء عالق في حبات زجاجية متناثرة على سطح القمر.

ولكن هذا الاكتشاف الأخير، كما يقول العلماء، هو المرة الأولى التي يتم فيها العثور على الماء في شكله الجزيئي، H2O، في عينات مادية - والأهم من ذلك، تم استخراجه من جزء من القمر حيث كانوا يعتقدون سابقاً أن الماء بهذا الشكل لا يمكن أن يكون موجوداً.

تحليل بلورة ULM-1 واكتشافاتها

فقد فحص الباحثون عن كثب العينات التي جمعها مسبار تشانغ-5 الصيني، الذي هبط على سطح القمر في عام 2020، ووجدوا "بلورة منشورية شفافة تشبه الصفيحة" - بعرض شعرة الإنسان تقريباً - وهي في الواقع "معدن قمري غير معروف" أطلق عليه اسم ULM-1، وفقاً للدراسة التي نُشرت في 16 يوليو في مجلة Nature Astronomy.

وتتكون بلورة ULM-1 (ذات الصيغة الكيميائية (NH4)MgCl3-6H2O) من حوالي 41% من الماء، مع أجزاء من الأمونيا التي تحافظ على استقرار جزيئات H2O على الرغم من التقلبات الشديدة في درجات الحرارة على القمر، وفقاً للدراسة.

إمكانية استخدام الماء كموارد على القمر

وكتب العلماء في دراستهم أن هذا النوع من المياه يمكن أن يكون "مورداً محتملاً للسكن على سطح القمر".

ويُعد هذا الاكتشاف أحدث اكتشاف في مسعى الصين الأكبر لتصبح قوة فضائية مهيمنة - مع طموحات واسعة النطاق مثل بناء قاعدة أبحاث على سطح القمر. وقد رحّب مستخدمو وسائل التواصل الاجتماعي الصينيون المتحمسون بالدراسة وأشاروا إلى برنامج الفضاء كمصدر للفخر الوطني.

قال ديفيد أ. كرينغ، العالم الرئيسي في معهد القمر والكواكب في تكساس، الذي لم يشارك في الدراسة: "إن اكتشاف معدن مائي في موقع هبوط تشانغ-5 أمر رائع وسيعزز فهمنا لتفاعلات بخار الصخور في القشرة القمرية وعلى سطح القمر".

أنواع المياه الموجودة على سطح القمر

هناك ثلاثة أنواع من المياه التي يمكن أن توجد على سطح القمر، وفقاً ليوكي تشيان، عالم جيولوجيا الكواكب في جامعة هونغ كونغ، الذي لم يشارك في الدراسة.

جزيئات الماء، الجليد، والهيدروكسيل

فهناك جزيئات الماء، وهو المركب الذي نعرفه باسم H2O؛ وشكله المتجمد، وهو الجليد؛ ومركب جزيئي يسمى الهيدروكسيل، وهو مركب كيميائي قريب منه.

وقد أشارت الاكتشافات السابقة إلى أن الماء كان موجوداً على القمر عندما كانت البراكين تنفجر في الماضي القديم - وأن الماء القمري جاء من تلك البراكين، مما يعني أنه جاء من داخل القمر وكان موجوداً منذ بداية وجود القمر.

تاريخ اكتشاف الماء على القمر

ولكن لم يكن الناس يعلمون دائمًا بوجود الماء على القمر، على الرغم من أن العلماء وضعوا نظريات حول وجوده لمئات السنين. في بعض الأحيان، اعتقد الباحثون أن القمر كان جافًا، خاصة بعد عدم العثور على الماء في البداية في العينات التي جمعتها بعثات أبولو التابعة لناسا وبعثات الاتحاد السوفيتي لونا.

ولم يعثر العلماء على الماء والجليد وجزيئات الماء إلا في السنوات الأخيرة فقط، حيث وجد العلماء الماء والجليد وجزيئات الماء الموجودة في الغالب في القطبين المظلمين الباردين على سطح القمر حيث لا تصل الشمس. كما اقترحت دراسة حديثة أيضاً أن الماء أو الهيدروكسيل قد يكون محبوساً في حبات زجاجية متناثرة على سطح القمر، وأن الرياح الشمسية يمكن أن تحول الهيدروكسيل (الصيغة الكيميائية OH) لتكوين الماء أو H2O.

التحديات في استخراج الماء من القمر

لكن من الصعب التنقل بين القطبين القمريين بسبب التضاريس الصخرية، مما يجعلها مواقع صعبة على البشر لاستخراج الماء. وقال تشيان إن الماء الجزيئي "غير مستقر في مناطق أخرى من القمر،" حيث يتبخر عند خطوط العرض المنخفضة حيث يمكن أن تتجاوز درجات الحرارة 100 درجة مئوية (212 فهرنهايت).

هذه الدراسة الجديدة تغير ذلك.

وقال تشيان إن العينات، التي استخرجها مسبار تشانغ-5 الصيني، جاءت من جزء من خط العرض الأوسط من القمر، عند خط عرض 43.1 درجة - وهي منطقة "غير مستقرة عادةً للماء الجزيئي". وأوضح أنه تم العثور على الأمونيوم في العينات، والذي كان بمثابة عامل استقرار لجزيئات الماء.

وتعزز هذه الآلية أيضاً النتائج التي توصلت إليها ناسا منذ عام 2020، عندما اكتشف تلسكوبها SOFIA توقيع الماء على سطح القمر - على الرغم من أن العلماء لم يتمكنوا من التحقق من هذا الاكتشاف باستخدام عينات مادية في ذلك الوقت، أو شرح كيفية بقاء الماء على السطح الساخن بالضبط.

"قال تشيان: "أعتقد أن هذا الاكتشاف الجديد الذي يمكننا استخراج الماء الجزيئي مباشرة من التربة القمرية ينطوي على الكثير من الإمكانات. "أعتقد أن هذه آلية جديدة لجعل المياه الجزيئية مستقرة على سطح القمر."

وحذّر كرينغ، من معهد القمر والكواكب، من أنه على الرغم من أن العينة جُمعت من منطقة تقع في منتصف خط العرض، "لم يكن من الواضح ما إذا كانت قد تشكلت هناك. يمكن لعمليات التصادم أن تعيد توزيع الصخور على سطح القمر."

طموحات الصين الفضائية واستكشاف القمر

يتطلع عدد متزايد من البلدان، بما في ذلك الولايات المتحدة، إلى الفوائد الاستراتيجية والعلمية لتوسيع نطاق استكشاف القمر.

إنجازات الصين في استكشاف الفضاء

وقد أحرزت الصين تقدماً سريعاً في السنوات الأخيرة، مما يعكس "الحلم الأبدي" للزعيم شي جين بينغ ببناء البلاد لتصبح قوة فضائية.

في عام 2013، أصبحت الصين أول دولة تحقق هبوطاً آلياً على سطح القمر منذ ما يقرب من أربعة عقود. ثم في عام 2019، أصبحت الدولة الأولى والوحيدة التي تهبط على الجانب البعيد من القمر. وبعد ثلاث سنوات، أكملت الصين أحدث محطة فضائية مدارية لها، وهي محطة تيانغونغ.

وقد خططت للمزيد، حيث تهدف إلى إنزال رواد فضاء على سطح القمر بحلول عام 2030 وبناء قاعدة أبحاث في القطب الجنوبي.

أهمية فهم كيفية تخزين المياه على القمر

وقال خبراء لـ CNN في وقت سابق إن فهم كيفية تخزين المياه على القمر أمر مفيد، لأنه يمكن أن يوجه رواد الفضاء المستقبليين نحو الموارد المحتملة التي يمكن تحويلها يوماً ما إلى مياه للشرب أو حتى وقود للصواريخ.

بعد الدراسة الأخيرة، أثار العديد من مستخدمي ويبو إمكانية زراعة النباتات أو المحاصيل على القمر باستخدام المياه الجزيئية الموجودة في التربة. ولكن، قال تشيان إنه من السابق لأوانه استخلاص هذه الأنواع من الاستنتاجات. إن زراعة أي شيء على سطح القمر سيعتمد على عوامل مثل مدى وفرة المياه - الأمر الذي يتطلب المزيد من البحث للتأكد من ذلك.

ومع ذلك، أضاف قائلاً: "هذه الظاهرة الجديدة، هذه الآلية الجديدة... ستفتح الباب أمام (العثور) على مياه جديدة بهذا الشكل الجديد."

وبالمثل، حذّر كرينغ من أن النتائج التي تم التوصل إليها حتى الآن "ليس لها آثار كبيرة على هياكل بعثات الاستكشاف، على الرغم من أنها توضح أن الاكتشافات تنتظر أولئك الراغبين والقادرين على استكشاف القمر".

التعاون الدولي في مجال الفضاء

لفتت التطورات السريعة التي حققتها الصين انتباه وكالة ناسا. لم يُسمح لوكالة الفضاء بالعمل مع نظرائها الصينيين منذ عام 2011، عندما أقر الكونجرس تعديل وولف بدعوى المخاوف من التجسس.

ولكن في أغسطس الماضي، فتحت الصين المجال أمام المجتمع الدولي للوصول إلى عينات تشانغ-5.

وقال بيل نيلسون مدير وكالة ناسا مؤخرًا لشبكة سي إن إن: "نحن نمر بالعملية الآن مع علمائنا ومحامينا للتأكد من أن التعليمات والحواجز التي يصر عليها الصينيون... لا تشكل انتهاكًا للقانون، تعديل وولف". "حتى هذه اللحظة، لا أرى أي انتهاك."

لكن مثل هذه القضايا جعلت الصين ممنوعة من دخول محطة الفضاء الدولية، مما حفز جهودها لبناء مركبة تيانغونغ - التي أصبحت منافساً للولايات المتحدة، خاصة وأن محطة الفضاء الدولية تستعد للتقاعد في عام 2031.

وقد جعلت هذه القيود المفروضة على تعاونها الدولي في مجال الفضاء، وصعود الصين نفسها، بعض مستخدمي وسائل التواصل الاجتماعي الصينيين يشعرون بالتبرير للاكتشاف الأخير - مع تعليقات على الإنترنت وتغطية وسائل الإعلام الحكومية التي تشيد بالتقدم الذي أحرزه برنامج الفضاء الوطني.

ونشر أحد المستخدمين على موقع التواصل الاجتماعي الصيني Weibo، حيث تمت مشاهدة هاشتاغ حول الاكتشاف 35 مليون مرة: "هذا دليل على قوة بلادنا العلمية والتكنولوجية!".

وشكر مستخدم آخر برنامج الفضاء في البلاد، وكتب: "نحن في الطليعة العالمية في مجال البحث العلمي القمري."

وحث آخرون على موقع ويبو على مزيد من التعاون لصالح البشرية، مشيرين إلى أن الدراسة نُشرت في مجلة دولية راجعها خبراء من مختلف الدول.

وكتب أحدهم: "لا يمكننا العمل خلف أبواب مغلقة - سيكون من الأفضل جذب جميع علمائهم إلى الصين".