رحلة جوس إلى المشتري: مخاطر ومكافآت

بعثة "جوس" ودراسة أقمار المشتري الجليدية

توشك بعثة "جوس" التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية على القيام برحلتها الطويلة لدراسة إمكانية سكن أقمار المشتري الجليدية.

تحليق المركبة الفضائية "جوس" حول الأرض والقمر

ستجري المركبة الفضائية "جوس" أو مستكشف أقمار المشتري الجليدية - التي أُطلقت في أبريل 2023 - أول تحليق للقمر والأرض على التوالي وأول مناورة مساعدة مزدوجة بالجاذبية يومي الاثنين والثلاثاء. ستكون هذه العملية بمثابة مقلاع، مما سيسمح لجاذبية الأرض بكبح المسار الحالي لـ "جوس" وإعادة توجيهها للتحليق نحو كوكب الزهرة في أغسطس 2025.

التحليق نحو كوكب الزهرة والمشتري

بعد ذلك، يمكن لـ"جوس" أن يسلك طريقاً مختصراً عبر النظام الشمسي ويكون على المسار الصحيح للوصول إلى المشتري وأقماره في يوليو 2031.

توقيت التحليق وتوقعات الرؤية

سيحلق "جوس" أولاً بالقرب من قمر الأرض في 19 أغسطس في الساعة 5:16 مساءً بتوقيت شرق الولايات المتحدة، ثم ينطلق إلى الأرض بعد حوالي 25 ساعة في الساعة 5:57 مساءً بتوقيت شرق الولايات المتحدة في 20 أغسطس. وستوفر وكالة الفضاء تعقباً متحركاً للمركبة الفضائية، وقد يتمكن بعض الأشخاص الذين لديهم مناظير أو تلسكوبات في جنوب شرق آسيا من رؤية جوس وهو يحلق مباشرة فوق الأرض.

وطوال الوقت، ستلتقط كاميرتا جوس صورًا أثناء التحليق وترسلها إلى الأرض، حيث ستظهر على مدونة الوكالة.

التحديات والمخاطر في المناورات الفضائية

لكن المناورات الرائدة هي أيضاً جريئة وصعبة بشكل لا يصدق، وخطأ صغير واحد يمكن أن يخرج "جوس" عن مساره وينهي المهمة.

قال إجناسيو تانكو، مدير عمليات المركبة الفضائية جويس، في بيان: "الأمر أشبه بالمرور عبر ممر ضيق جداً، وبسرعة كبيرة جداً: الضغط على دواسة الوقود إلى أقصى حد عندما يكون الهامش على جانب الطريق مجرد مليمترات".

استراتيجيات الوصول إلى المشتري

في المتوسط، يقع المشتري على بعد 497 مليون ميل (800 مليون كيلومتر) من الأرض، لذا فإن الوصول إليه دون صاروخ قوي للغاية أو آلاف الأرطال من الوقود الدافع على متن المركبة يتطلب بعض التخطيط الاستراتيجي الدقيق من قبل مخططي المهمة. وكانت خطة رحلة جوس قيد الإعداد منذ 20 عاماً.

وباستخدام جاذبية كواكب مثل الأرض والزهرة يمكن إجراء التعديلات الصحيحة على مسار "جوس" لوضعه في الاتجاه الصحيح وبالسرعة المثلى للوصول إلى المشتري والدخول في المدار دون أن يمرّ مباشرةً بجوار الكوكب.

استخدام مساعدات الجاذبية

يمكن لمساعدات الجاذبية أن تسرّع أو تبطئ المركبات الفضائية، اعتماداً على كيفية استخدامها، كما أنها تحافظ على الوقود وتسمح بتجهيز المركبات الفضائية بالعديد من الأجهزة العلمية.

سيؤدي التحليق المزدوج للأرض والقمر إلى إبطاء جوس بما يكفي ليتمكن من التحليق بجوار كوكب الزهرة للحصول على دفعة من الطاقة في العام المقبل قبل الدوران حول كوكبنا مرتين للحصول على المزيد من الدفعات، وفقاً للوكالة.

التعديلات على مسار "جوس"

وقد وضعت تعديلات طفيفة على نمط رحلة جوس المركبة الفضائية على المسار الصحيح للوصول إلى القمر والأرض في الوقت والسرعة المناسبين مع الاقتراب الشديد من كليهما. سيمر "جوس" أولاً على بعد 434 ميلاً (700 كيلومتر) من سطح القمر، ثم سيحلق على بعد 4229 ميلاً (6807 كيلومترات) من سطح الأرض.

ستؤدي جاذبية القمر إلى انحناء مسار جوس قليلاً بحيث يتلقى مساعدة جاذبية أكبر بكثير من الأرض. ولكن يجب أن تسير كل تفاصيل عملية التحليق المزدوج بشكل مثالي.

دقة العمليات أثناء التحليق

قالت أنجيلا ديتز، مهندسة عمليات مركبة جوس الفضائية في بيان: "بالنسبة لمساعد الجاذبية النموذجي، يجب أن تكون عمليات المركبة الفضائية دقيقة للغاية". "أما بالنسبة للتحليق المزدوج، فيجب أن تكون دقيقة للغاية."

سيقوم المشغلون الذين يستخدمون المحطات الأرضية حول العالم بتتبع بيانات جوس عن كثب قبل وأثناء وبعد التحليق لإجراء أي تعديلات ضرورية في أي لحظة.

وقد قام فريق التحكم في الطيران بالتدريب والتمرين على التحليق في حالة حدوث أي خلل في التحليق حتى يتمكنوا من إعادة "جوس" بسرعة إلى المسار الصحيح.

قال ديتز: "لم تتم محاولة التحليق بين القمر والأرض من قبل". "هناك مخاطر، ولكن تم اختبار جميع أنظمة جوس على متن المركبة بشكل صارم، ونحن مستعدون بشكل جيد."

التحليق المزدوج： الفرص والتحديات

على الرغم من أن المركبة "جوس" مصممة لاستكشاف المناطق الباردة والمعتمة من النظام الشمسي بالقرب من المشتري، إلا أنها ستكون أقرب إلى الشمس أثناء التحليق، ويجب أن تميل صفائفها الشمسية لمنع ارتفاع درجة الحرارة. ستوجه المركبة الفضائية أيضاً هوائيها عالي الكسب نحو الشمس لتعمل كدرع واقٍ من الحرارة، بينما سيبقى هوائيها منخفض الكسب موجهاً نحو الأرض لنقل الاتصالات أثناء التحليق.

تتبع "جوس" من قبل التلسكوبات والمراصد

تتعقب التلسكوبات والمراصد اقتراب جوس من الأرض طوال فصل الصيف.

في 6 يوليو، أطلق جسم ما أنظمة التحذير الآلية التابعة لوكالة ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية التي ترصد الكويكبات التي يحتمل أن تكون خطرة. قُدِّر قطر الجسم بـ 164 قدماً (50 متراً) وكان في طريقه للمرور بالقرب من الأرض والقمر.

لكنه كان مجرد "جوس"، وبالنظر إلى أنه يحتوي على صفائف شمسية عاكسة كبيرة، فقد بدت المركبة الفضائية أكبر بكثير وأكثر سطوعاً، مثل الكويكب. وأكدت الوكالات أن جوس لا يشكل أي خطر على الأرض أو القمر أثناء تحليقه.

اختبار الأجهزة العلمية أثناء التحليق

كما سيقوم "جوس" بتشغيل جميع أجهزته العلمية العشرة أثناء التحليق المزدوج لمعايرتها قبل الوصول إلى المشتري. وبالإضافة إلى اختبار الأجهزة، يمكن لفريق البعثة أيضاً أن يقوم ببعض الاكتشافات حول الأرض والقمر أثناء تشغيل الأجهزة.

فريق RIME، المسؤول عن جهاز رادار استكشاف القمر الجليدي، حريص على جمع بيانات عن الضوضاء الإلكترونية داخل المركبة الفضائية التي يبدو أنها تزعج الجهاز. قد تكون هذه واحدة من الفرص القليلة لقياس أي تأثيرات على الجهاز قبل وصوله إلى المشتري.

خلال التحليق، ستستغرق RIME ثماني دقائق لإجراء الملاحظات بينما تتوقف الأجهزة الأخرى عن العمل أو تدخل في وضع الهدوء، ويمكن أن تساعد هذه البيانات فريق البعثة في حل مشكلة الضوضاء.