قامت ناسا بمشاركة وكالة الفضاء الأوروبية ووكالة الفضاء الإيطالية بعثتهما التي تُدعى بعثة Mars Express  والتي بدأت باستكشاف سطح ومناخ المدار القطبي للمريخ منذ وصولها إليه عام 2003 . وتُحمّل هذه المركبة حمولة -جزئًا منها مستوحى من الحمولة التي كانت على متن المركبة الروسية المشؤومة لاستكشاف المريخ عام 1996. هذا بالإضافة إلى احتوائها على جهاز تتبع مع مركبة الهبوط .

الهدف الرئيسي لهذه المهمة هو البحث عن عن المياه الجوفية في المريخ . حبث تم تزويد هذه المركبة بسبع معدات علمية والتي توصلت إلى تحريات دقيقة ،والتي بدورها ستساعد على الإجابة عن بعض الاستفسارات المتعلقة بالجيولوجيا، الغلاف الجوي، البيئة السطحية، تاريخ وجود المياه، وإمكانية وجود حياة على سطح الكوكب الأحمر . ومن الأمثلة على اكتشافات Mars Express -ولكن مازال العلماء يتناقشون من أجلها – هي استدلالها على وجود نشاط جليدي مؤخرًا، براكين المتفجرة ، وغاز الميثان. 

في البداية كانت هذه المركبة تحمل مركبة هبوط تُدعى Beagle 2  ولكن سرعان ما تم فقدانها أثناء دخولها المجال الجوي للكوكب في ديسمبر عام 2003.

انضمام ناسا لهذه المهمة الفضائية يكون بإرفاق رادار متطور يُدعى MARSIS بالمشاركة مع وكالة الفضاء الإيطالية .وهذا الرادار قام بالعديد من المهام منها : تزويد العلماء بمعلومات حول المعالم التي تقع أسفل سطح المريخ ، فوهات الحفر المدفونة ورواسب من طبقات الجليد المائي في أعمق طبقات السطح. وتتمثل أيضًا مشاركة ناسا عن طريق قيامها بتنسيق اتصالات أنظمة التتبع للتأكد من أن المركبات الفضائية تعمل معا بشكل جيد وقامت أيضًا بالمساهمة في جهاز  أداة تحليل الذرات المحايدة النشطة .

نظرة عامة علي المهمة

تهدف بعثة مارس إكسبريس إلى دراسة المدار (خاصة الأساسي) إلى جانب دراسة لبّ الكوكب وسطحه، وكذلك إلى دراسة المناخ والبيئة على سطح المريخ. و تُمثل بعثة مارس إكسبريس محاولة لتحقيق الأهداف العلمية التي فشلت في تحقيقها البعثة الروسية “مارس 96” ، متمّمةً بأبحاث بيولوجيا الفضاء التي تقوم بها “بيجل 2”. و من وجهة نظر علم مقارنة الكواكب، فإن دراسة المريخ لهي ضرورة أساسية من أجل فهم أفضل لكوكب الأرض. تحمل المركبة على متنها في الأصل سبع أجهزة علمية؛ قاعدة هبوط صغيرة، متتبع لمركبة الهبوط وكاميرا رصد بصري، كلها قد تم تصميمها للمساعدة في حلّ لغز مياه المريخ المفقودة. كل الأجهزة تأخذ قياسات السطح والغلاف الجوي ووسائل الاتصال بين الكواكب من المركبة الرئيسية في المدار القطبي، مما سيسمح لها بتغطية الكوكب بأكمله تدريجيًا. بلغت التكلفة الإجمالية الأولية لبعثة مارس إكسبريس 150 مليون يورو هذا باستثناء مركبة الهبوط. يُذكر أن عقد المقاولة الأوليّ لبناء المسبار الخاص ببعثة مارس إكسبريس كان من نصيب “أستريوم للأقمار الصناعية” التابعة لشركة الفضاء والدفاع الجويّ الأوروبية.

الإعداد للبعثة

في السنوات التي سبقت إطلاق المركبة الفضائية أعدت فرق عديدة من خبراء الشركات والمنظمات المساهمة؛ أعدت القطاعات الفضائية والأرضية. ركّز كل من هذه الفرق على مسئولياته وعلى الربط بينها كما هو مطلوب منه، غير أنه قد برز مطلب إضافي أساسي من أجل مرحلة الإطلاق والمدار الأوليّ وجميع العمليات التنفيذية الحاسمة وهي أنها لم تكن جاهزة للربط، ولذلك فقد اندمجت الفرق جميعها في فريق واحد متكامل من أجل تنفيذ المهام. كان لزامًا على جميع الخبراء أن يعملوا معًا في بيئة عملية وتنفيذية، وكذلك أن يكون هناك تناغم وسلاسة في الربط والتفاعل بين جميع عناصر النظام (البرمجيات والأجهزة، وكذلك العامل البشري) من أجل أن يتم ذلك :

– كان لابد من كتابه وتصحيح إجراءات عمليات الطيران وصولًا لأدق واصغرالتفاصيل وكذلك التحقق من سلامة نظام التحكم .
– كما وجب إجراء اختبارات للتحقق من صحة الأنظمة بواسطة القمر الصناعى لإنشاء الربط الصحيح بين القطاعات سواء على الأرض أو في الفضاء .
– كذلك كان لابد من إجراء اختبار الجاهزية للبعثة عن طريق تشغيل نظم المحاكاة بواسطة المحطات الأرضية.

الإطلاق

تم إطلاق المركبة في الثاني من يونيو لعام 2003 ، في الساعة 23:45 بالتوقيت المحلي لمدينة بايكونور في كازاخستان باستخدام صاروخ من طراز “سيوز/فريجات” ، وضعت (مارس اكسبريس) المركبة الفضائية والصواريخ المعززة مبدئيًا في المدار 200 كم حول الأرض، بعدها تم إطلاق الصاروخ مجددًا في الساعة 19:14 بالتوقيت العالمي لوضع المركبة في المدار حول المريخ . انفصل الصاروخ فريجات عن المركبة حوالي الساعة 19:17، وتم نشر الألواح الشمسية لاحقًا وتصحيح المسار في الرابع من يونيو من أجل توجيه مارس إكسبريس نحو المريخ والسماح للصاروخ التعزيزي فريجات بالهبوط في الفضاء بين الكواكب. يُعد مارس إكسبريس كأول مسبار روسي ينجح في اجتياز المدار الأرضي المنخفض منذ منذ سقوط الاتحاد السوفيتي .

مرحلة الملاحة القريبة من الأرض

امتدت مرحلة الملاحة القريبة من الأرض بداية من انفصال المركبة من المرحلة العليا للقاذف حتى اكتمال التحقق الأوّل للمسبار والحمولة. كما تتضمن نشر الألواح الشمسية واكتساب المسار المبدئى، مناورة تصحيح خطأ الحقن والتكليف الأول من المركبة والحمولة ((التكليف النهائى للحمولة حدث بعد دخول مدار المريخ)) . الحمولة تم فحصها كل آداة على حده، وهذه المرحلة استمرت نحو شهر واحد.

طور رحلة ما بين الكواكب

هذا الطور ذو الخمسة أشهر امتد منذ إنتهاء طور الملاحة بالقرب من الأرض إلى شهر واحد قبل مناورة الهبوط على المريخ و تضمن مناورات تصحيح المسار ومعايرة الحمولة . تم التخلص من معظم الحمولة أثناء هذا الطور باستثناء بعض المُراجِعات((الفواحص)) متوسطة المدى. و على الرغم من التخطيط بأن يكون هذا الطور طورًا هادئًا إلا أنه سرعان ما اتضح جليا أنه سيكون طورًا مشغولًا للغاية. حيث أنه كانت هناك مشاكل في محددات مواقع النجوم، وفي توصيلات أسلاك القوى الكهربية، ومناورات إضافية، وفي الثامن والعشرين من أكتوبر ضُربت المركبة بأحد أقوى التوهجات النجمية التى سجلت على الإطلاق.

إطلاق معدات الهبوط

قذفت معدات الهبوط بيجل 2 نحو السطح يوم التاسع عشر من ديسمبر في الساعة 8:31 بالتوقيت العالمى ودخلت الغلاف الجوى للمريخ في صباح الخامس والعشرين من ديسمبر، وكان المتوقع أن يحدث الهبوط في الساعة 2:45 بالتوقيت العالمي، لكن بعد عدة محاولات متكررة فاشلة للاتصال ب( بيجل 2) سواء عن طريق مارس اكسبريس او مسبار مركبة مارس أوديسي التابعة لناسا أعلن مجلس إدارة بيجل 2 فقدانها في السادس من فبراير 2004، وقد تم عمل تحقيق ونشرت نتائجه في وقت لاحق من نفس العام.

دخول المدار

صورة تم التقاطها في عام 2005 لمارس إكسبريس في مدار حول المريخ بواسطة مساح المريخ العالمي Mars Global Surveyor
وصلت المركبة “مارس إكسبريس” بعد رحلة 400 مليون كم وبعد تعديلات على المسار في سبتمبر وديسمبر 2003 . و في العشرين من ديسمبر أطلقت المركبة دفعة إحتراقية صغيرة وضعتها في الموقع المناسب لتبدأ في الدوران حول الكوكب . بعد ذلك شغل مسبار “مارس إكسبريس” محركه الرئيسي ودخل مدارًا أوليًّا على هيئة قطع ناقص بعداه 250 كم × 150,000 كم بزاوية ميل قياسها 25 درجة في الخامس والعشرين من ديسمبر الساعة 03:00 بالتوقيت العالمى (10:00 مساءً للرابع والعشرين من ديسمبر بتوقيت المنطفة الشرقية الأمريكية ). أول تقييم لدخول المسار أظهر أن المسبار قد وصل إلى أول معالمه على سطح المريخ. و قد تم تعديل المسار بعد ذلك بأربع إحتراقات دافعة للمحرك الأساسى حتى تم الوصول للمدار المطلوب (259 كم × 11,560 كم بزاوية ميل 86 درجة) و هو مدار شبه قطبى حيث أن المدار القطبى تكون زاوية ميله (90 درجة) و كانت الفترة التى تأخذها المركبة في الدوران حول الكوكب دورة كاملة هى 7.5 ساعة . بالقرب من أقرب نقطة من المريخ في المدار تم توجيه السطح الأمامى للمركبة إلى سطح المريخ و بالقرب من أبعد نقطة من المريخ في المدار يتم توجيه الهوائي ذو الكسب العالى إلى الأرض للإرسال والإستقبال . و بعد 100 يوم من الدوران حول الكوكب تم تقليل بُعد أبعد نقطة من المريخ في المدار إلى 10,107 كم وتم زيادة قُرب أقرب نقطة من المريخ في المدار إلى 298 كم بحيث تصبح الفترة التى يستغرقها مسبار لإتمام دورة كاملة هى 6.7 ساعة .

نشر مارسيس

في الرابع من مايو لعام 2005 نشرت مارس إكسبريس أذرع التمدد لأول الرادارين والتي يبلغ طولها 20 متراً، وذلك تمهيداً لبدء تجربة مارسيس (رادار المريخ المتقدم للسبر الجوفي وسبر الغلاف الجوي)، لم يصل ذراع التمدد في بادئ الأمر للمكان المطلوب. و لكن تم إصلاح الخلل عن طريق تعريضه لـ أشعة الشمس لبضع دقائق، وذلك في العاشر من مايو. في الرابع عشر من يونيو تم نشر ذراع التمدد الآخر والبالغ من الطول 20 متر أيضاً. كلا الذراعين كانا مهمين لصنع هوائي ثنائي القطب بطول 40 متر واللازم حتى يبدأ مارسيس في العمل. في السابع عشر من يونيو تم إضافة هوائي آخر أحادي القطب بطول

مركبة الهبوط على قطب المريخ والمعروفة أيضًا بمركبة هبوط ماسح المريخ 98، وهي عبارة عن مركبة هبوط فضائية روبوتية بوزن 290 كيلو غرام، أطلقتها ناسا في 3 يناير عام 1999 لدراسة تربة ومناخ بلانوم إسترالي، وهي عبارة عن منطقة بجانب القطب الجنوبي للمريخ. وكانت المركبة بمثابة جزء من مهمة ماسح المريخ 98. في 3 ديسمبر عام 1999، بعد توقع اكتمال مرحلة النزول، فشلت مركبة الهبوط بإعادة الاتصال مع الأرض. حدد تحليل ما قبل الحدث أنّ السبب الأكثر احتمالًا لوقوع الحادثة كان إيقاف المحرك بشكل مبكر قبل ملامسة المركبة لسطح المريخ، مما سبب الاصطدام بالكوكب بسرعة عالية.

نبذة تاريخية

كان المرجو من مركبة الهبوط التي شكلت جزءًا من مهمة ماسح المريخ 98 أن تجمع بيانات المناخ من أرض المريخ بالتزامن مع مركبة مدارية. اشتبهت ناسا بوجود كمية كبيرة من الماء المتجمد الذي ربما يكون موجودًا تحت طبقة رقيقة من التراب في القطب الجنوبي. كان المحتوى المائي محتمل الوجود في القطب الجنوبي للمريخ العامل الأقوى لاختيار موقع الهبوط وذلك أثناء التخطيط لمركبة الهبوط على قطب المريخ. وُضعت أسماء مليون طفل حول العالم في قرص مضغوط على متن المركبة كجزء من برنامج «أرسل اسمك إلى المريخ» المصمم لتشجيع الاهتمام بالبرنامج الفضائي بين الأطفال.

كانت الأهداف الأساسية للمهمة هي:

– الهبوط على الأرض ذات الطبقات في منطقة القطب الجنوبي للمريخ.
– البحث عن دليل متعلق بالمناخات القديمة والتغيرات المناخية الدورية الأكثر حداثة.
– إعطاء صورة عن المناخ الحالي والتغير الموسمي عند خطوط عرض عالية، بالإضافة إلى تبادل بخار الماء بين أرض المريخ وغلافه الجوي بشكل خاص.
– البحث عن الجليد الأرضي القريب من السطح في المناطق القطبية، وتحليل التربة للبحث بشكل كيميائي وفيزيائي عن الماء وثاني أوكسيد الكربون المحجوزين.
– دراسة مورفولوجيا السطح (الأشكال والبُنى)، والجيولوجيا، والطبوغرافيا، والطقس في موقع الهبوط.

مسباري ديب سبيس 2

حملت مركبة الهبوط على قطب المريخ مسباري تصادم صغيرين متطابقين معروفين بـ «ديب سبيس2 إيه، وديب سبيس2 بي». كان هدف المسبارين الاصطدام بالسطح بسرعة عالية في المكان الذي إحداثياته 73 درجة جنوبًا، و210 درجة غربًا، من أجل التغلغل في التربة المريخية ودراسة التكوين تحت السطح حتى عمق يصل إلى متر. لكن فشلت محاولات الاتصال بالمسبارين بعد دخول الغلاف الجوي للمريخ.

تصميم المركبة الفضائية

بلغ عرض المركبة الفضائية 3.6 متر وطولها 1.06 متر مع الأخذ بعين الاعتبار الأرجل والمصفوفات الشمسية المنشورة بالكامل. بُنيت القاعدة بشكل أساسي من سطح ألمنيوم على شكل قرص العسل، وصفائح من الإيبوكسي-غرافيت شكّلت الحواف، وثلاثة أرجل من الألمنيوم. كانت الأرجل ستُنشر خلال الهبوط اعتبارًا من وضع الطي عن طريق نوابض الضغط، وسيجري امتصاص قوة الهبوط عن طريق إدراج قرص عسل مصنوع من الألمنيوم قابل للعصر (الانضغاط) في كل رجل. يوجد على متن مركبة الهبوط طوق قفص فاراداي حراري صغير يحتوي ضمنه الكومبيوتر، وإلكترونيات وبطاريات لتوزيع الطاقة، وإلكترونيات الاتصالات، ومكونات الأنبوب الحراري الحلقي (إل إتش بّي) للمضخة الشعرية، التي تحافظ على درجة حرارة قابلة للتشغيل، تضمنت كل من هذه المكونات وحدات احتياطية في حال تعطل أحدها.

كان مسبار «مارس كلايمت أوربتر» أو «مركبة المريخ المناخية المدارية» (المعروف سابقًا باسم مارس سورفيور 98 أوربتر) عبارة عن مسبار فضائي آلي تبلغ كتلته 638 كيلوجرامًا (1407 باوند) أطلقته وكالة ناسا في 11 ديسمبر 1998 لدراسة مناخ المريخ وغلافه الجوي والتغيرات السطحية ليعمل كقمر صناعي تتابعي مع مركبة «مارس بولار لاندر» أو «مركبة هبوط المريخ القطبية» في برنامج مارس سورفيور 98. مع ذلك، في 23 سبتمبر 1999، فُقد الاتصال بالمركبة الفضائية خلال مرحلة الدخول المداري، بسبب خطًا في برامج حاسوبي أرضي أنتج بيانات بوحدة باوند قوة ثانية الخاص بنظام الوحدات الأمريكية بدلًا من وحدة نيوتن ثانية الخاص بنظام الوحدات الدولي المحددة في العقد بين وكالة ناسا وشركة «لوكهيد مارتن». اقتربت المركبة الفضائية من المريخ في مسار جعلها قريبةً جدًا من الكوكب، وقد دُمرت في الغلاف الجوي أو أعادت الدخول إلى الفضاء الشمسي بعد مغادرة الغلاف الجوي للمريخ.

نظرة تاريخية

بعد خسارة مركبة «مارس أوبزرفر» وبدء ارتفاع التكاليف المُرتبطة ببناء محطة الفضاء الدولية المستقبلية، بدأت ناسا في البحث عن مسابير أقل تكلفة وأصغر للمهام العلمية بين الكوكبية. في عام 1994، تم إنشاء لجنة تكنولوجيا المركبات الفضائية الصغيرة لوضع مبادئ توجيهية لبناء مركبات فضائية مُصغرة في المستقبل. حددت اللجنة أن الحد الجديد لكتلة المركبات الفضائية المُصغرة يجب أن يكون أقل من 1000 كيلوجرام (2200 باوند) مع أجهزة عالية التركيز. في عام 1995، بدأ برنامج مارس سورفيور الجديد كمجموعة من المهام المُصممة للقيام بأهداف محدودة بتكاليف منخفضة وعمليات إطلاق متكررة. كانت المهمة الأولى في البرنامج الجديد هي «الماسح الشامل للمريخ»، التي أُطلقت في عام 1996 لرسم خريطة للمريخ وتوفير البيانات الجيولوجية باستخدام الأدوات المُخصصة لمركبة مارس أوبزرفر. بعد مركبة الماسح الشامل للمريخ، حملت مارس كلايمت أوربتر أداتين، أحدهما مخصص في الأصل لمارس أوبزرفر، لدراسة مناخ وطقس كوكب المريخ.

تضمنت الأهداف العلمية الأساسية للمهمة ما يلي:

– تحديد توزيع المياه على المريخ.
– مراقبة الطقس اليومي والظروف الجوية.
– تسجيل التغييرات على سطح المريخ بسبب الرياح والتأثيرات الجوية الأخرى.
– تحديد ملامح درجة حرارة في الغلاف الجوي.
– مراقبة محتوى بخار الماء الغبار في الغلاف الجوي.
– البحث عن دليل على التغير المناخي في الماضي.

تصميم المسبار

الأدوات العلمية
يستخدم مقياس الأشعة تحت الحمراء المعدّل حسب ضغط (بّي إم آي آر آر) قنوات قياس إشعاع ضيقة النطاق وخليتين لتعديل الضغط لقياس الانبعاثات الجوية والسطحية في نطاق الأشعة تحت الحمراء الحرارية بالإضافة لقناة للضوء المرئي لقياس جزيئات الغبار والمواد المتكثفة في الغلاف الجوي وعلى السطح عند خطوط طول وخلال فصول مختلفة. كان «دانيال مكليز»، من مختبر الدفع النفاث (جاي بّي إل) ومعهد كاليفورنيا للتقنية (كالتك)، المحقق الرئيسي للمهمة. حُققت أهداف مماثلة في وقت لاحق مع أداة «مارس كلايمت ساوندر» أو «أداة فصح مناخ المريخ» على متن مسبار «مارس ريكونيسانس أوربيتر». تتضمن مهام هذه الأداة ما يلي:

– رسم خريطة للبنية الحرارية ثلاثية الأبعاد والمتغيرة بمرور الوقت من السطح حتى ارتفاع 80 كيلومتر.
– رسم خريطة لكمية الغبار الجوي وتنوعه العالمي والرأسي والزمني.
– رسم خريطة للتغيير الفصلي والمكاني للتوزيع الرأسي لبخار الماء في الغلاف الجوي على ارتفاع 35 كيلومتر على الأقل.
– التمييز بين المواد المتكثفة في الغلاف الجوي ورسم خريطة للاختلافات المكانية والزمانية.
– رسم خريطة للتغيرات الفصلية والمكانية للضغط الجوي.
– مراقبة توازن الإشعاع القطبي.

جهاز «مارس كالار إميجر» أو «تصوير المريخ بالألوان» (إم أيه آر سي آي) هو نظام تصوير مزود بكاميرتين (زاوية متوسطة/زاوية عريضة) مصمم لالتقاط صور لسطح المريخ والغلاف الجوي. في ظل الظروف المناسبة، يمكن التقاط صور بدقة تصل إلى 1 كيلومتر (3300 قدم). كان الباحث الرئيسي في هذا المشروع هو «مايكل مالين» من شركة أنظمة مالين لعلوم الفضاء، وأُعيد دمج المشروع مع مشروع مارس ريكونيسانس أوربيتر. تتضمن مهام هذه الأداة ما يلي:

– مراقبة عمليات الغلاف الجوي المريخي على المستوى العالمي وبشكل عام.
– دراسة تفاصيل تفاعل الغلاف الجوي مع السطح بمقاييس مكانية وزمانية متنوعة.
– فحص ميزات الملامح السطحية لتطور مناخ المريخ بمرور الوقت.

تُعد رائدة فضاء ناسا ستيفاني ويلسون أول امرأة ستخط رجلها على سطح القمر والمريخ في عام  2024 ضمن برنامج Artemis  التابع لناسا .
شهدت ويلسون ثلاث رحلات فضائية والتي  سجلت أكثر من 42 يوما في الفضاء في متحف مهد الطيران في لونغ آيلاند في نيويورك . وتعتبر ويلسون واحدة من رواد الفضاء ال 17 ذوي الكفاءة العالية التابعين لناسا . تحمل ويلسون شهادة الهندسة لكنها شقت طريقها في ناسا عام 1996 كما وانها لاحظت تطور دور المرأة المتزايد في مهام مختلفة في ناسا مثل مهمة ادارة المركبات ومراقبة المهمات.  

عبرت ويلسون عن حماسها الشديد ورغبتها في تحقيق جميع الدراسات اللازمة عن القمر خلال رحلتها القادمة التابعة لبرنامج Artemis. وأوضحت من خلال المقابلة التي أجرتها مع موقع space عن تفاصيل عملها  كرائدة فضاء في ناسا خلال الـ 24 سنة الماضية كما أنها بينت أيضا   كيف تطور دور المرأة بالعمل في المجالات الفضائية في ناسا . واعتبرت  إدخال امرأة في برنامج Artemis التابع لوكالة  ناسا  دليلا على التطور الذي أحرزته المرأة في المجال الفضائي .ومن الجدير ذكره أنه تم السماح  للمرأة لأول مرة بأن تكون رائدة فضاء في 1978 .

قدمت  ويلسون بعض النصائح لشباب هذا الجيل نساء ورجال  الذين يريدون تحقيق حلمهم في أن يصبحوا رواد فضاء، بأن يبذلو قصارى جهدهم بدراسة التخصصات العلمية كالتكنولوجيا، العلوم، الهندسة، والحساب لأنهم من المؤكد سيجدون فرصًا للعمل في ناسا وغيرها من الوكالات الفضائية ، ومن رواد الفضاء الذين تحبذ ناسا وجودهم في فريقها هم العسكريون حاملي الشهادات في أحد التخصصات العلمية. كما وأن محطات الفضاء تحبّذ كثيرا وجود رواد فضاء يعملون بروح الفريق و يتصفون بالمرونة والقدرة على التكيف مع كل الأوضاع التي تحيط بهم  ويجب أن يمتازوا يشخصية قيادية وبنفس الوقت شخصية تبعية وأن يكون لهم القدرة على اتخاذ قرارات سريعة في المواقف الطارئة ، ملخص هذا  الحديث كله هو أن رائد الفضاء  يجب أن يكون قادرا على قيادة نفسه وفريقه لمخرجات سليمة وناجحة. 

لطالما تسائلنا لماذا يريد الكثير من الناس أن يصبحوا رواد فضاء وما هو سبب فضول البشر لاستكشاف الكون الخارجي ؟ سنجيب على هذا الاستفسار من وجهة نظر ويلسون حيث تعتبر أن روح المغامرة والاستكشاف هي صفات نحن كبشر فُطرنا عليها وهذا واضح جدا من خلال التطور الكبير الذي تمر به الأرض كل يوم وهذا الشيء ذاته ينطبق على التطور الحاصل في  الأبحاث والدراسات المتعلقة  بالفضاء الخارجي التي من الممكن أن تحسن حياتنا بشكل كبير بالإضافة إلى تطوير التقنيات الموجودة حاليا على الأرض . 

تم إطلاق المسباران الفضائيان التوأمان سبيريت وأبورتيونيتي في يناير عام 2004 حيث تم إنزالهما في جهتين متقابلتين من سطح الكوكب الأحمر. يشقان هذين المستكشفين الآليين أميالا على سطح المريخ حاملين معهما معدات علمية متطورة لاستكشاف جيولوجية السطح ولإنشاء ملاحظات تتعلق بالغلاف الجوي للكوكب.

وتوصل كلا المسبارين إلى ظروف بيئية قديمة في المريخ تدل على  قابلية العيش فيه. واحد من أهم الأهداف العلمية لهذه المهمة هو البحث عن أكبر كمية لعينات من الصخور والتربة للاستدلال بهما على حقيقة النشاط المائي في الماضي على هذا الكوكب. هبط مسبار Spirit على فوهة جوزيف (Gusev Crater) التي من الممكن أن تكون بحيرة سابقة، وهبط مسبار أبورتيونيتي في المسطح الزوالي (Meridiani Planum) الذي يضم العديد من الرواسب المعدنية التي تدل على التاريخ المائي في المريخ .

تم دفع هذه المسابير إلى مركبة هبوط فضائية محمية بواسطة وسائد هوائية. عندما توقفا عن الدوران تم تفريغ وسائد الهواء وفتح مركبة الهبوط ومن ثم خرجت المسابير لالتقاط صور بانورامية والتي بدورها زوّدت العلماء بالمعلومات اللازمة لاختيار أهداف جيولوجية واعدة لتسرد لهم جزءًا من قصة الماء على سطح المريخ في الماضي. وبعدها انتقل المسبارين إلى مواقعهم لإجراء تحقيقاتهم العلمية عن كثب. ومنذ وصول هذين المسبارين إلى سطح المريخ  قاما بإرسال مئات الآلاف من الصور المذهلة إلى الارض والتي تعد صورًا  عالية الدقة وملونة تبين تضاريس سطح المريخ، هذا بالإضافة إلى الصور المجهرية المفصلة للصخور والتربة . 

يتميز هذين المسبارين باحتوائهما على  أربعة مقاييس طيفية مختلفة استطاعت جمع معلومات لا مثيل لها حول التركيب الكيميائي والمعدني للصخور والتربة الموجودة على سطح المريخ ،ويتميزان أيضًا باحتوائهما على أدوات خاصة لكشط الصخور علمًا بأنه لم  يتم إرسال مثل هذه الأدوات  من قبل إلى كوكب آخر، والتي بدورها مكنت العلماء من تفحص ما تحت أسطح الصخور الترابية لفحص تركيبتها الداخلية.

وبالمعلومات الصادرة عن المسبارين استطاع العلماء إعادة إحياء ماضي المريخ الذي كان مغمورًا بالماء. إن كل من سبيريت وأبورتيونيتي استطاعا إيجاد دلائل على ظروف بيئية رطبة من الممكن أن تكون برهانًا على وجود حياة ميكروبية على سطح المريخ. 

كشفت الدراسة التي أجراها مسبار أبورتيونيتي عن أدلة تثبت وجود بحيرات بلايا التي تبخرت لتتحول إلى رمال كبريتية وبفعل تأثير الرياح والماء على هذه الرمال تم تحويلها إلى صخور مغمورة في أعماق المياه الجوفية . بينما كشفت دراسة مسبار سبيريت الذي هبط في فوهة جوزيف (Gusev Crater) عن ظروف بازلتية في المريخ بحيث أنه بعد وصوله إلى “كولومبيا هيلز” وجد العديد من الصخور التي تدل على أن تاريخ كوكب المريخ كان يتميز بالتفاعلات والتصادمات، والبراكين المتفجرة ، والمياه الجوفية .ومن الجدير ذكره أن مسبار سبيريت اكتشف صخورًا ذات طبقات دقيقة وجذابة من الناحية الجيولوجية مثل تلك التي عثر عليها مسبار أبورتيونيتي.

تجاوز كل من سبيريت وأبورتيونيتي عمر مهمتهما المخطط لها لمدة 90 يومًا إلى سنوات عديدة حيث إن مسبار سبيريت استمر 20 مرة أكثر من ما هو مخطط له حتى رجع إلى الأرض في 22 من مارس ،2010 بينما استمر مسبار أبورتيونيتي بالعمل أكثر من عشر سنوات من إطلاقه حيث حطّم الرقم القياسي للسفر خارج الفضاء في عام 2015. 

تُعد عربة Curiosity جزءًا من مهمة مختبر علوم المريخ التابع لناسا والذي تم إطلاقه عام 2011, وتمت عملية هبوطه عام 2012. تم تكوين هذه العربة من أجل حل الاستفسار الذي يراود الكثير من العلماء حول إمكانية وجود ظروف بيئية تدعم زعم وجود حياة للميكروبات الدقيقة على سطح المريخ في قديم الزمان .

 عثرت عربة Curiosity في بداية مهمتها من خلال معداتها العلمية على دلائل كيميائية ومعدنية في المريخ تثبت وجود بيئات قديمة كانت صالحة للعيش فيها. هذا بالإضافة إلى استمراريتها بالبحث عن الصخور التي من الممكن أن ترجع للزمان الذي كانت توجد به حياة ميكروبية في المريخ . 

حقائق حول عربة Curiosity الفضائية :

عملية مسح لفوهة جيل ( Gale Crater)

تقوم هذه العربة باستكشاف فوّهة جيل ( Gale Crater) عن طريق جمع العديد من عينات الصخور، والتربة، والهواء ومن ثم تقوم بتحليلها على متن العربة ذاتها. إن طول هذه العربة التي تكون بحجم السيارة حوالي طول لاعب كرة سلة وتستخدم ذراعًا بطول 7 أقدام لحمل الأدوات بالقرب من الصخور المحددة للدراسة. إن حجم هذه العربة يُمكّنها من حمل مجموعة من عشر أدوات علمية متقدمة. وتتميز هذه العربة بامتلاكها للعديد من الأدوات : لديها 17 كاميرا ،وليزر لتبخير ودراسة عينات صغيرة من الصخور من مسافات بعيدة ، ومثقاب لطحن عينات من الصخور لتجميعها وتحليلها . ومن الجدير ذكره أن هذه العربة صُممت خصيصًا للبحث عن صخور خاصة  تتشكل في الماء و / أو تحمل علامات عضوية. 

العربة القوية، الذكية، والفضولية

تتميز هذه العربة الذكية بأنها تحمل أحدث واكبر المعدات التي تُستخدم للدراسات العلمية على سطح المريخ ،حيث تمت الإشارة إلى  جيولوجيا وتاريخ مناخ المريخ في كيمياء وهيكل الصخور والتربة وعلى أساس ذلك تقوم هذه العربة بقراءة هذه الإشارات عن طريق تحليل العينات المطحونة بواسطة مثقابها وتقوم أيضًا بقياس البصمات الكيميائية الموجودة في الصخور والتربة المختلفة للتعرف على  تكوينها وتاريخها وبالأخص تفاعلاتها السابقة مع الماء.

عملية هبوط عربة Curiosity

تم وصول عربة Curiosity بسلام إلى المريخ خلال رحلة تكنولوجية مبتكرة اختبرت فيها طريقة هبوط جديدة كليًا. حيث تم انزال هذه العربة بواسطة باراشوت وقبل هبوطه بثواني أشعلَ نظام الهبوط المبتكر الصواريخ للسماح لها بالتحليق وبعد ذلك تم إنزالها إلى سطح الكوكب باستخدام حبل وبعدها هبطت العربة على عجلاتها وتم قص الحبل وأخيرا تطاير نظام الهبوط وتحطم بشكل آمن بعيدا عن العربة. 

مهمة مختبر علوم المريخ خطوة عظيمة لاستكشاف الكوكب الأحمر إليكم الأسباب

– بسبب نجاحها في عملية إنزال عربة ضخمة وثقيلة على سطح المريخ. 
– بسبب قدرتها على الهبوط بدقة في منطقة هبوط بطول 20 كم. 
– بسبب إثبات قدرتها على التنقل طويل المدى على كوكب المريخ لدراسة البيئات المتنوعة وتحليل العينات الموجودة في ظروف مختلفة.

لا يوجد أجمل من أن تنام وأنت متحمسًا لأنك سترى عرض يفصلك عن العالم الخارجي ويعيد اتصالك بروحك، أنت وروحك فقط في ساعات ما قبل الفجر تتلذذان برؤية هذه الظاهرة الكونية الخلابة التي لن تتكرر مرة أخرى وهي مشاهدة أعظم مذنب في 2020 وهو مذنب NEOWISE الذي بدأ بالبزوغ منذ بداية الأسبوع الماضي في الأُفق الشمالية . 

قبل شروق الشمس استطاع هذا المصور المحترف التقاط  صور لهذا المذنب – الذي يُعد واحداً من المذنبات النادرة التي نستطيع رؤيتها بالعين المجردة في هذا القرن- بطريقة درامية . هذا الفيديو المصور بتقنية ال “time-lapse” يربط لنا 240 صورة تفصيلية تم التقاطها خلال نصف ساعة لمنظر ارتفاع هذا المذنب الآسر في السماء الإيطالية فوق البحر الأدرياتيكي. 

يظهر لنا هذا المذنب في صورة مذهلة بين أحضان أمواج السحب البرّاقة متوقًا بالنجوم البعيدة اللامعة . حب مفاجئتنا هو ما  يميز هذا المذنب بحيث أنه ظل ساطعا – بذيله الممتد من نواته لمسافة 5 كم- حتى الآن وهذا أمر غير متوقع بالنسبة للمذنبات . وإذا كنت تريد رؤية هذا المذنب الفريد ما زالت أمامك الفرصة لرؤيته بعد انعكاس أشعة الشمس عليه بعد غروبها مباشرة إذا كنت أسفل السماء الشمالية الغربية المظلمة . 

تم إطلاق المركبة المداريّة مارس ريكونيسانس أوربيتر (MRO :Mars Reconnaissance Orbiter ) التابع لوكالة ناسا عام 2005 من قاعدة كيب كانافيرال، وكانت مهمة هذه المركبة إثبات وجود المياه منذ فترات طويلة على سطح المريخ . وعلى الرغم من أن المهمات الفضائية السابقة بينت أنه كان هناك تاريخيًا تدفق مائي على سطح المريخ ،إلا أن حقيقة وجود الماء التي بدورها تزودنا بأدلة على إمكانية العيش في الكوكب الأحمر لا زالت غامضة .

دراسة تاريخ وجود المياه في المريخ

بعد سبعة أشهر من الملاحة نحو المريخ وستة أشهر من الكبح الهوائي لوصول المركبة المدارية MRO إلى مدارهُا. بدأ هذا المركبة بالبحث عن تاريخ وجود المياه على سطح هذا الكوكب من خلال معداتهُ العلمية المتطورة . وقامت هذه المعدات يدورها باستخدام تقنية التكبير الأمر الذي يمكننا من خلاله الحصول على صورة تقريبية للغاية لسطح المريخ وتحليل المعادن والبحث عن المياه الجوفية، ويمكننا أيضًا من تتبع كمية الغبار والماء الموزعة في الغلاف الجوي لهذا الكوكب، وأخيراً يمكننا من مراقبة الطقس اليومي.

هذه الدراسات كلها  ستعرفنا على بقايا المعادن الموجودة على الكوكب على مدى فترات طويلة من الزمن التي قد يكون سبب تشكلها الماء . هذا بالإضافة إلى بحثها عن دليل لوجود شواطئ لبحار وبحيرات قديمة  وتحليل الرواسب المتراكمة على شكل طبقات التي قد يرجع سبب تشكلها إلى المياه المتدفقة. 

هذه المهمة تقوم بفحص ما إذا كان الجليد المريخي الجوفي الذي اكتشفه مسبار المريخ أوديسي هو الطبقة العليا من رواسب الجليد العميقة أوما إذا كان مجرد طبقة سطحية في حالة توازن مع الغلاف الجوي.

رؤية التفاصيل الصغيرة على الكوكب الأحمر

قامت المركبة المدارية MRO  خلال دراستها كوكب المريخ بزيادة عدد المواقع التي تم مسحها عن قرب بمقدار عشرة أضعاف وذلك بفضل أحد كاميراتهُا التي تعد أكبر كاميرا تنطلق في مهمة فضائية . حيث أن هذه الكاميرا قادرة على التقاط ورصد أي موقع بحجم طاولة عشاء صغيرة مقارنة بالكاميرات السابقة التي كان أصغر موقع ترصده بحجم حافلة مدرسية. ومن الجدير قوله أن هذه القدرة  مكنت المركبة المداريّة من التعرف على بعض العقبات مثل وجود أحجار كبيرة تعترض طريق مركبات الهبوط الفضائية .

نظام اتصالات وملاحة فعال وضخم

إن أنظمة الاتصالات لهذه المركبة المداريّة ستزود المركبات الفضائية المستقبلية خدمات مهمة جدا،حيث تعتبر أول اقتران بجسر اتصالات يعود إلى الأرض -“إنترنت بين الكواكب” يمكن استخدامه من قبل العديد من المركبات الفضائية الدولية في السنوات القادمة – أظهرت هذه المركبة المداريّة عن طريق استخدامهُا تردد لاسلكي يسمى Ka-band إمكانية تحقيق أداء أكبر في الاتصالات باستخدام طاقة أقل بكثير.

تحمل هذه المركبة المداريّة أيضًا كاميرا ملاحة تجريبية و الذي سيؤدي حمل مثل هذه الكاميرا من قبل مسابير الفضاء المستقبلية  إلى التقاط صور عالية الدقة بين الكواكب التي بدورها ستقوم بتوجيه الهبوط القادم إلى المريخ توجيهًا دقيقًا. الأمر الذي سيؤدي إلى استكشاف مناطق مثيرة على سطح الكوكب ولكنها في نفس الوقت ستكون خطيرة . وخلال سنتين تمكن المسبارMRO من تحقيق جميع أهدافه العلمية.  

في 15 سبتمبر، 2008، أعلنت ناسا أنها اختارت مافن ليكون مهمة كشف المريخ لعام 2013. كان هناك مشروع آخر مرشح بصفة نهائية، بالإضافة إلى 8 مقترحات أخرى نافست مافن. في 2 أغسطس، 2013، وصلت مركبة مافن إلى مركز كينيدي للفضاء لإجراء اختبارات الإطلاق. وخططت ناسا لإطلاق مافن من قاعدة كيب كانافيرال للقوات الجوية في 18 نوفمبر، 2013 باستخدام الصاروخ الحامل أطلس 5.

مافن هو مسبار فضائي صمم لدراسة الغلاف الجوي للمريخ بينما يدور حول المريخ. اطلق مافن في 18 نوفمبر 2013 من مركز كيندي للفضاء بولاية كاليفورنيا الأمريكية إلى كوكب المريخ في رحلة مدتها عشرة أشهر إلى المريخ . وصل المسبار إلى المريخ في الموعد المحدد في 22 سبتمبر 2014. مهمة مافن تركزت على دراسة الغلاف الجوي للمريخ وفحصه وأخذ عينات من بقايا الغلاف .

اتخذ المسبار بعد وصوله إلى المريخ مدارا بيضويا حوله ، اقرب نقطة على المدار تبعد عن الكوكب نحو 144 كيلومتر ,وأقصى ارتفاع له يصل إلى 6228 كيلومتر . يبلغ طول المسبار نحو 11 مترا وسوف يقوم بخمس عمليات انخفاض عميق للاقتراب من سطح المريخ . وسيتيح المسبار تعيين حجم الغلاف الجوي للمريخ كما يرجى معرفة أسباب اختفاء الجزء الأكبر من جو المريخ ، الشيء الذي يهمنا على الأرض ،إذ كان المريخ في الماضي له غلافا جويا مشابه لجو الارض ، ويترك اختفائه من المريخ علامة استفهام كبيرة لنا على الأرض.

إن لتلقي مركبة MAVEN قياسات دقيقة للغلاف الجوي للمريخ مساهمة كبيرة في فهم تغير مناخ الكوكب الأحمر الملفت عبر تاريخه.حيث كان للمريخ منذ فترة طويلة  غلافًا جويًا أكثر كثافة يوفر المياه على سطحه ، الأمر الذي أدّى إلى دعم الحياة الميكروبية عليه قديماً ،جزءًا من التغيير المناخي الكبير الذي حدث لهذا الكوكب الأحمر هو أن معظم أجزاء الغلاف الجوي له  تم فقدانها منذ فترة طويلة في الفضاء . حيث أصبح الغلاف الجوي الحالي للمريخ رقيقًا ولم يعد يسمح باستقرار المياه على سطحه ولم يتبق سوى بقايا لقنوات مياه مجففة ومعادن لا تتشكل إلا  بالماء كبصمة تدل على وجود  تاريخ مائي للمريخ في يوم من الأيام. 

تزودنا  مركبة MAVEN اليوم بجميع المعلومات اللازمة لمعرفة كيف وما هي سرعة فقدان الغازات من الغلاف الجوي للمريخ في الفضاء .نستدل من هذه المعلومات المفصلة على الأحداث التي كانت تجري بالماضي في الكوكب الأحمر، التي بدورها تزودنا بالمعلومات حول معرفة تأثير هذا التغيير على المناخ والظروف الجيولوجية والجيوكيميائية لهذا الكوكب والتي تعد ضرورية لمعرفة ما إذا كانت الظروف البيئية للمريخ مناسبة للعيش فيه أم لا.

تعد المركبة الفضائية فينيكس أول ما تم اختياره ضمن برنامج Scout-  مبادرة لصنع مركبة فضائية أصغر حجمًا وأقل تكلفة ومنافسة -التابع لوكالة ناسا الفضائية والتي تم إطلاقها عام 2007 ،. وسميت بهذا الاسم نسبة إلى اسم طائر أسطوري. 

استخدمت فينيكس جهاز هبوط كان من المقرر استخدامه في مركبة هبوط  Mars Surveyor lander في 2001 قبل إلغائها. وهذه المركبة المنافسة حملت على متنها مجموعة من المعدات التي طوّرت أشكالًا مختلفه من تلك المعدات السابقة التي اختفت مع ضياع مركبة هبوط  Mars Polar Lander.

للمسبار فينيكس مهمَّتان رئيسيتان, تتمثل الأولى في دراسة التاريخ الجيوليوجي للمياه على سطح المريخ، وسيساعد ذلك على فهم طبيعة التغيرات المناخية التي طرأت على الكوكب منذ ملايين السنين. أما المهمة الثانية فهي مبنية على فرضية، وهي البحث عن علامات حياة مجهرية قد تكون وجدت في وقت ما عندما كانت المياه في حالة سائلة. لذلك اختير مكان الهبوط بعناية في المنطقة القطبية الشمالية.

سيقوم المسبار بالحفر إلى عمق نصف متر تقريباً تحت السطح لاستخراج العينات وتحليلها بفضل عدة أجهزة ومجسات متطورة، وهناك مختبر مصغَّر داخل المسبار فينيكس مجهز لقياس الخصائص الفيزيائية للعينات (مثل الموصلية الكهربائية ودرجة الحرارة) ودراسة بنيتها بواسطة ميكروسكوب القوة الذرية، ومن ثم يقوم بتسخينها في فرن خاصٍّ لدرجة 950° مئوية ويُمرِّرها خلال مطياف الكتلة الذي يكشف عن مختلف الجزيئات الكيميائية وتركيزها. ويأمل العلماء أن تكون هناك علامات لحياة بكتيرية تحت السطح، حيث تتحمل بعض أنواع البكتيريا الأرضية مثل اللستيريا (بالإنجليزية: Listeria)‏ درجات الحرارة المنخفضة، وتكون في حالة أبواغ تعود للنشاط عندما تصل درجة الحرارة إلى 20° مئوية تحت الصفر. سيدرس المسبار أيضاً الغلاف الجوي للمريخ منذ رحلة هبوطه على علو 20 كلم، كما أنه سيلتقط صوراً ثلاثية الأبعاد وفائقة الجودة لسطح الكوكب في موقع الهبوط بفضل أجهزة التصوير ذات الرؤية المجسمة (بالإنجليزية: Surface Stereo Imager)‏ المخصصة لهذا الغرض.

إستخدمت فينيكس كاميرا الستيريو -حيث تقع على سارية بطول 2 م – مستعملة عدستيها لتكشف عن منظور عالي الدقة لجيولوجية موقع هبوط المركبة على سطح المريخ، كما أنها تزود فريق العمل بخرائط تبين لهم المكان المناسب للحفر، هذا بالإضافة إلى صورتها متعددة الأطياف التي ساعدت على تحديد المعادن المحلية على سطح الكوكب.

يحمل مسبار “فينكس” عدداً من المعدات العلمية والمجسات المتطورة بمثابة مختبر مصغر، وتبلغ كتلتها حوالي 55 كيلوغراماً. تتكفَّل هذه الأنظمة بتحميل العينات وتحليلها، وتحتوي أجهزةً للتصوير والإجهار والتحليل الفيزيائي والكيميائي الدقيق. كما خُصِّصت محطة أرصاد وقياسات جوية مدمجة لدراسة غلاف المريخ الغازي، قامت كندا بتجهيزها.