اكتشاف مركبة يوروبا كليبر: تحديات ونجاحات

إطلاق مهمة يوروبا كليبر لاستكشاف قمر المشتري

اجتازت المركبة الفضائية "يوروبا كليبر" علامة فارقة رئيسية يوم الاثنين وهي في طريقها للانطلاق الشهر المقبل لاستكشاف والبحث عن علامات على وجود علامات على إمكانية السكن على أحد أقمار المشتري، وفقًا لوكالة ناسا. تفتح نافذة الإطلاق لرحلتها في 10 أكتوبر.

واجتازت المهمة نقطة القرار الرئيسية E، وهي مرحلة تخطيط حاسمة للموافقة على المضي قدماً في إطلاق المهمة. وكانت هذه الموافقة مصدر ارتياح لفريق يوروبا كليبر بعد اكتشاف مشكلة محتملة في مايو/أيار في الترانزستورات على المركبة الفضائية.

وتساعد الترانزستورات في التحكم في تدفق الكهرباء في المركبة، وكان المهندسون قلقين بشأن بقاء المكونات في بيئة الإشعاع القاسية للمشتري.

أُجريت اختبارات مكثفة للترانزستورات على مدى أربعة أشهر في مختبر الدفع النفاث التابع لناسا في باسادينا بكاليفورنيا، ومختبر الفيزياء التطبيقية بجامعة جونز هوبكنز في لوريل بولاية ماريلاند، ومركز غودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا في غرينبيلت بولاية ماريلاند.

وقد تمكن الفريق من إكمال الاختبارات اللازمة في الوقت المناسب، مما حال دون تأخير الإطلاق لمدة 13 شهراً لاستكشاف يوروبا، وهو عالم مغطى بالجليد قد يكون لديه القدرة على دعم الحياة في محيطه المالح تحت السطح. تحمل مركبة يوروبا كليبر 10 أدوات علمية يمكن أن تحدد ما إذا كانت الحياة ممكنة في مكان آخر في نظامنا الشمسي غير الأرض.

نقطة القرار الرئيسية E والموافقة على الإطلاق

والآن، تمت الموافقة على إطلاق "يوروبا كليبر"، دون أي تغييرات في خطة المهمة أو أهدافها أو مسارها.

وقالت نيكولا فوكس، المديرة المساعدة لمديرية المهام العلمية في ناسا، خلال مؤتمر صحفي يوم الاثنين: "إنه آخر نوع من المراجعة الكبيرة قبل أن ندخل حقاً في حمى الإطلاق، ونحن سعداء حقاً أن نقول أنهم اجتازوا هذه المراجعة بشكل لا لبس فيه اليوم".

حل مشكلة الإشعاع وتأثيره على المركبة

في شهر مايو، نبهت الشركة المصنعة للترانزستورات فريق البعثة إلى أن الأجزاء قد لا تكون مقاومة للإشعاع كما كان يعتقد سابقا. وتقع الترانزستورات في جميع أنحاء المركبة الفضائية.

تحديات الإشعاع في بيئة المشتري

يتضاءل المشتري أمام العوالم الأخرى باعتباره أكبر كوكب في نظامنا الشمسي، ولديه مجال مغناطيسي أقوى من مجال الأرض بـ 20 ألف مرة. يحبس هذا المجال المغناطيسي الجسيمات المشحونة ويسرعها إلى سرعات عالية. وتطلق الجسيمات سريعة الحركة طاقة على شكل إشعاع مكثف يقصف يوروبا وأقرب أقمار المشتري الأخرى.

تحتاج أي مركبة فضائية متجهة إلى المشتري إلى إلكترونيات محصنة ضد الإشعاع.

يقول جوردان إيفانز، مدير مشروع يوروبا كليبر في مختبر الدفع النفاث: "المشتري غارق في إشعاع أكثر من أي كوكب في نظامنا الشمسي، وهذا أحد الأسباب التي تجعل استكشاف نظام المشتري صعباً للغاية".

"وأضاف: "يقع يوروبا بالقرب من الحافة الخارجية للجزء الأسوأ من حزام الإشعاع هذا. "إن التحليق بالقرب من يوروبا يعرضنا لهذا التدفق العالي من الجسيمات الضارة، ولذلك يحتاج مهندسو المهمة ومركبة يوروبا كليبر إلى التأكد من أن مكونات المركبة الفضائية يمكنها النجاة من تلك البيئة الإشعاعية طوال مدة مهمتنا التي تستمر أربع سنوات".

اختبارات الترانزستورات وأهميتها

وقال إيفانز إنه تم استخدام بيانات من بعثات ناسا السابقة إلى المشتري، بما في ذلك مسبار جونو الذي يدرس حالياً الكوكب وبعض أقماره، للتحقق من صحة عملية اختبار الترانزستورات.

أُجريت الاختبارات على مدار 24 ساعة يومياً منذ شهر مايو، وهي تحاكي ظروف الرحلات الفضائية لمعرفة كيف سيكون أداء المركبة الفضائية ومكوناتها عندما تقوم المركبة بـ 49 تحليقاً حول أوروبا وفي النهاية 80 دورة حول المشتري على مدى أربع سنوات.

وتوصل الفريق إلى أن الترانزستورات يمكن أن تتعافى ذاتياً بين عمليات التحليق.

وقال إيفانز: "لقد استنتجنا، بعد كل هذه الاختبارات، أنه خلال مداراتنا حول المشتري، بينما تنخفض يوروبا كليبر في بيئة الإشعاع، فإنها بمجرد خروجها من الإشعاع، فإنها تخرج لفترة كافية لإعطاء تلك الترانزستورات الفرصة للشفاء والتعافي جزئياً بين التحليقات".

وسيمكّن جهاز رصد الإشعاع على المركبة الفضائية الفريق من التحقق من حالة الترانزستورات.

وقال إيفانز: "أنا شخصياً لدي ثقة كبيرة في قدرتنا على إكمال المهمة الأصلية لاستكشاف أوروبا كما هو مخطط لها".

استكشاف عالم المحيطات على يوروبا

عندما بدأ كيرت نيبور، عالم برنامج يوروبا كليبر، العمل في وكالة ناسا في عام 2003، واجه مهمة دفع مهمة يوروبا إلى الأمام. وفي كل عام، كانت الجهود المبذولة لتصميم وبناء يوروبا كليبر تبدو أكثر صعوبة، على حد قوله.

أهداف مهمة يوروبا كليبر

قال نيبور: "لم يكن هناك عام أصعب من العام الماضي وخاصة في الصيف الماضي". "ولكن 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 العوالم التي اكتشفناها مؤخراً جداً والمسمى عالم محيطي مغمور تماماً ومغطى بمحيط مائي سائل لا يشبه تماماً أي شيء رأيناه من قبل. هذا ما ينتظرنا في أوروبا".

وأضاف نيبور أن يوروبا كليبر ليست مهمة للكشف عن الحياة.

تتركز الأهداف الرئيسية للمهمة على معرفة ما إذا كانت المكونات المناسبة لدعم الحياة كما نعرفها - بما في ذلك الماء والطاقة والكيمياء - موجودة على أوروبا. وقال إنه بدون أي أداة علمية يمكنها تحديد وجود الحياة بشكل مباشر، لا يمكن لكليبر العثور على دليل قاطع على وجود الحياة.

وقال نيبور: "يمكنك أن تراهن على أنه إذا أخبرنا يوروبا كليبر بنعم، إذا أخبرتنا يوروبا كليبر أن هذه المكونات موجودة، فإننا سنطرق الباب ونقاتل من أجل بعثة ثانية للبحث عن الحياة".

أهمية النتائج المحتملة للمهمة

وقال لوري ليشين، مدير مختبر الدفع النفاث، إن يوروبا كليبر سيكون مفتاحاً لمساعدة ناسا في تحديد الأماكن التي سترسل إليها بعثات المتابعة، مثل أجزاء القشرة الجليدية التي قد تكون رقيقة وحيث يمكن أن تتدفق المياه من المحيط تحت السطح.

وقال نيبور: "إذا وصلنا إلى هناك وقمنا بهذا الاستكشاف، والخبر السار هو أنه يحتوي على جميع المكونات وأنه صالح للحياة، ما يعني أن هناك مكانين في نظام شمسي واحد يحتويان على جميع مقومات الحياة الصالحة للسكن في الوقت الحالي في نفس الوقت".

وأضاف: "فكر فيما يعنيه ذلك عندما توسع هذه النتيجة لتشمل مليارات الأنظمة الشمسية الأخرى في هذه المجرة". "إذا وضعنا جانبًا سؤال "هل هناك حياة" على يوروبا، فإن مجرد سؤال قابلية الحياة في حد ذاته يفتح نموذجًا جديدًا ضخمًا للبحث عن الحياة في المجرة".