مهمة يوروبا كليبر لاستكشاف الحياة في الفضاء

مهمة ناسا لاستكشاف قمر يوروبا

بعثة لدراسة واحدة من أكثر البيئات الواعدة في النظام الشمسي التي قد تكون مناسبة للحياة على وشك الانطلاق.

تفاصيل الإطلاق لمركبة يوروبا كليبر

من المتوقع أن تنطلق مركبة الفضاء يوروبا كليبر التابعة لناسا - المصممة لاستكشاف قمر المشتري الذي يحمل اسمها، يوروبا - على متن صاروخ فالكون الثقيل التابع لوكالة ناسا يوم الاثنين في الساعة 12:06 ظهراً بتوقيت شرق الولايات المتحدة من مركز كينيدي للفضاء التابع لناسا في فلوريدا. سيتم بث الحدث مباشرة، وستبدأ التغطية في الساعة 11:00 صباحاً.

الظروف الجوية مواتية بنسبة 95% للإقلاع، وفقاً لمايك ماكالينان، ضابط طقس الإطلاق في سرب الطقس رقم 45 التابع لقوة الفضاء الأمريكية.

إذا لم تقلع يوروبا كليبر يوم الاثنين، فهناك فرص إطلاق حتى 6 نوفمبر. كل فرصة إطلاق تكون لحظية، مما يعني أن الإقلاع يمكن أن يحدث في وقت واحد فقط في اليوم، وفقاً لتيم دن، كبير مديري الإطلاق في برنامج خدمات الإطلاق التابع لناسا.

وقد تأخرت عملية الإقلاع التي طال انتظارها، والتي كان من المقرر إجراؤها في البداية في 10 أكتوبر، بسبب إعصار ميلتون. لكن الطواقم الموجودة في المركز قامت بتقييم مرافق الإطلاق بعد العاصفة وسمحت للمركبة الفضائية بالعودة إلى منصة الإطلاق.

الأهداف العلمية لمهمة يوروبا كليبر

ستكون يوروبا كليبر بمثابة أول مركبة فضائية تابعة لناسا مخصصة لدراسة عالم محيطي مغطى بالجليد في نظامنا الشمسي، وتهدف إلى تحديد ما إذا كان القمر صالحاً للحياة كما نعرفها.

ستحمل كليبر تسعة أجهزة وتجربة جاذبية لدراسة المحيط الموجود تحت القشرة الجليدية السميكة لقمر أوروبا. وتشير التقديرات إلى أن محيط القمر يحتوي على ضعف كمية المياه السائلة الموجودة في محيطات الأرض.

"قال روبرت بابالاردو، عالم مشروع المهمة في مختبر الدفع النفاث التابع لناسا في باسادينا بكاليفورنيا، في بيان: "تعمل الأجهزة معاً يداً بيد للإجابة عن أكثر الأسئلة إلحاحاً حول أوروبا. "سوف نتعلم ما الذي يجعل يوروبا تتحرك، بدءاً من قلبها وباطنها الصخري إلى محيطها وقشرتها الجليدية إلى غلافها الجوي الرقيق جداً والبيئة الفضائية المحيطة بها."

كما تحمل المركبة الفضائية أيضاً أكثر من 2.6 مليون اسم مقدم من أشخاص من مختلف دول العالم وقصيدة للشاعرة الأمريكية الحائزة على جائزة شاعر الولايات المتحدة آدا ليمون.

التحديات التي واجهت مهمة يوروبا كليبر

بدأت هذه المهمة التي تبلغ تكلفتها 5.2 مليار دولار كمفهوم في عام 2013، لكن الطريق إلى الإطلاق لم يخلو من التحديات.

ففي مايو/أيار، اكتشف المهندسون أن مكونات المركبة الفضائية قد لا تكون قادرة على تحمل البيئة الإشعاعية القاسية للمشتري. ومع ذلك، تمكن الفريق من إكمال الاختبارات اللازمة في الوقت المناسب والحصول على الموافقة في سبتمبر/أيلول للمضي قدماً نحو الإطلاق، مما حال دون تأخير الإطلاق لمدة 13 شهراً دون أي تغييرات في خطة المهمة أو أهدافها أو مسارها.

قال كيرت نيبور، عالم برنامج يوروبا كليبر، إنه لم يكن هناك عام أصعب من هذا العام لإيصال يوروبا كليبر إلى خط النهاية.

"قال نيبور: "لكن خلال كل ذلك، كان الشيء الوحيد الذي لم نشك فيه أبداً هو أن هذا الأمر يستحق العناء. "إنها فرصة لنا لاستكشاف، ليس عالماً ربما كان صالحاً للسكن منذ مليارات السنين، بل عالم قد يكون صالحاً للسكن اليوم - فرصة للقيام بأول استكشاف لهذا النوع الجديد من العالم الذي اكتشفناه مؤخراً جداً والذي يسمى عالم محيطي مغمور تماماً ومغطى بمحيط مائي سائل لا يشبه أي شيء رأيناه من قبل. هذا ما ينتظرنا في أوروبا."

ما بعد الإطلاق： رحلة إلى المشتري

بعد الإطلاق، ستقطع المركبة الفضائية مسافة 1.8 مليار ميل (2.9 مليار كيلومتر) ومن المتوقع أن تصل إلى المشتري في أبريل 2030. وعلى طول الطريق، ستقوم المركبة الفضائية بالتحليق فوق المريخ ثم الأرض، وذلك باستخدام جاذبية كل كوكب لمساعدة المركبة الفضائية على استخدام وقود أقل واكتساب سرعة في رحلتها إلى المشتري.

التنسيق مع مركبات الفضاء الأخرى

ستعمل "يوروبا كليبر" بالتنسيق مع المركبة الفضائية "جوس" أو مستكشف أقمار المشتري الجليدية التي أطلقتها وكالة الفضاء الأوروبية في أبريل 2023، والتي ستصل لدراسة المشتري وأكبر أقماره في يوليو 2031.

وتعد كليبر أكبر مركبة فضائية بنتها ناسا على الإطلاق لمهمة كوكبية على الإطلاق، ويبلغ عرضها 100 قدم (30.5 متر) - أي أطول من ملعب كرة السلة - بفضل صفائفها الشمسية. ستساعد هذه الألواح الضخمة على امتصاص ما يكفي من ضوء الشمس لتشغيل أجهزة المركبة الفضائية وإلكترونياتها أثناء استكشافها لأوروبا، التي تبعد عن الشمس خمسة أضعاف ما تبعده عن الأرض.

وبمجرد وصولها، ستقضي المركبة الفضائية مهمتها في إجراء 49 تحليقاً حول أوروبا بدلاً من الهبوط على سطح القمر.

التعامل مع الإشعاع في بيئة المشتري

كان فريق البعثة قلقاً في البداية من عدم قدرة كليبر على تحمل بيئة المشتري القاسية، لأن المجال المغناطيسي للكوكب العملاق - الذي يحبس الجسيمات المشحونة ويسرعها ويخلق إشعاعاً مدمراً للمركبة الفضائية - أقوى من المجال المغناطيسي للأرض بـ 20 ألف مرة. لكن المهندسين وجدوا طريقة للتغلب على هذه المشكلة.

فكل تحليق للمركبة الفضائية إلى أوروبا، المتوقع كل أسبوعين إلى ثلاثة أسابيع، سيجعل المركبة الفضائية تقضي أقل من يوم واحد معرضة لإشعاع المشتري القاسي قبل أن تعود إلى الخارج. يمكن للوقت بين التحليقات أن يساعد ترانزستورات المركبة الفضائية، التي تساعد في التحكم في تدفق الكهرباء في المركبة على التعافي من التعرض للإشعاع.

وفي الوقت نفسه، سيحمي قبو مصمم خصيصاً مصنوع من التيتانيوم والألومنيوم الإلكترونيات الحساسة للمركبة الفضائية من الإشعاع.

في نهاية المطاف، ستجعل التحليقات كليبر تحلق على ارتفاع 16 ميلاً (25 كيلومتراً) فوق سطح الكوكب، وتحلق فوق موقع مختلف من يوروبا في كل مرة. ستسمح هذه الاستراتيجية للمركبة الفضائية برسم خريطة للقمر بأكمله تقريباً.

وبمجرد اكتمال المهمة، قد تنتهي رحلة المركبة الفضائية باصطدامها بسطح غانيميد، أكبر أقمار المشتري، على الرغم من أن ذلك لم يتحدد بعد.

احتمالات وجود الحياة على يوروبا

لم تُصمم مركبة يوروبا كليبر للبحث عن أدلة على وجود حياة على يوروبا، لكنها ستستخدم مجموعة من الأدوات لمعرفة ما إذا كان من الممكن وجود حياة في محيط على كوكب آخر في نظامنا الشمسي.

مكونات الحياة المحتملة على يوروبا

يعتقد علماء الفلك أن مقومات الحياة، بما في ذلك الماء والطاقة والكيمياء المناسبة، قد تكون موجودة بالفعل على يوروبا. ويمكن للمركبة الفضائية أن تجمع أدلة لمعرفة ما إذا كانت هذه المكونات تتعايش بطريقة تجعل بيئة القمر قابلة للحياة.

ستبحث المهمة في السُمك الدقيق للقشرة الجليدية التي تغلف القمر وكيفية تفاعل هذا السطح الخارجي المتجمد مع المحيط الموجود تحته، بالإضافة إلى توصيف جيولوجيا القمر. يحرص العلماء على معرفة التركيب الدقيق للمحيط وأسباب تصاعد الأعمدة التي لوحظت في السابق من خلال الشقوق في الجليد، والتي تنفث الجسيمات في الفضاء. كما أنهم يريدون تحديد ما إذا كانت المواد من سطح أوروبا تتسرب إلى المحيط.

الأدوات المستخدمة في البحث عن الحياة

ولإجراء تحقيق شامل، تم تجهيز Europa Clipper بكاميرات ومطياف لالتقاط صور عالية الدقة وإنشاء خرائط لسطح القمر وغلافه الجوي الرقيق. تحمل المركبة الفضائية أيضاً جهازاً حرارياً لرصد مواقع نشاط الأعمدة والأماكن التي يكون فيها الجليد أكثر دفئاً. وسيقوم مقياس مغناطيسي بدراسة المجال المغناطيسي للقمر والتأكد من وجود محيط يوروبا وكذلك عمقه ومحتواه من الملح.

وسينظر الرادار المخترق للجليد تحت الغلاف الخارجي، الذي يقدر سمكه بحوالي 10 إلى 15 ميلاً (15 إلى 25 كيلومتراً)، للبحث عن أدلة على وجود محيط القمر.

وإذا كان هناك أعمدة نشطة تنفث الجسيمات في الفضاء من محيط يوروبا، فإن مطياف الكتلة ومحلل الغبار في المركبة الفضائية سيكون قادراً على "شم" الجسيمات وتحليل تركيبها، كما قال هاجي كورث، نائب عالم مشروع يوروبا كليبر في مختبر الفيزياء التطبيقية بجامعة جونز هوبكنز.

وقال كورث: "ستُظهر بيانات مطياف الكتلة وبيانات كاشف الغبار ما إذا كانت أوروبا تحتوي على التركيب والكيمياء المطلوبة لاستضافة الحياة".

سيتم تشغيل جميع الأجهزة وتشغيلها خلال كل رحلة طيران لجمع أكبر قدر ممكن من البيانات.

آمال العلماء في اكتشافات يوروبا

وكثيراً ما يُسأل فريق يوروبا كليبر عن آمالهم فيما ستكشفه المركبة الفضائية في يوروبا، وكيف يمكن أن تمهد الطريق للاستكشاف المستقبلي في البحث عن الحياة خارج كوكبنا.

"يقول بابالاردو: "بالنسبة لي، سيكون العثور على نوع من الواحات، إذا أردتم، على يوروبا حيث يوجد دليل على وجود ماء سائل ليس بعيداً عن السطح، ودليل على وجود مواد عضوية على السطح. "ربما يكون دافئاً، وربما يكون مصدر عمود مائي. قد يكون ذلك مكاناً يمكن أن ترسل ناسا في المستقبل مسبارًا ليغرف أسفل السطح ويبحث حرفيًا عن علامات الحياة."