المركبة «كوريوزيتي» في مهمة معقّدة على المريخ

«كوريوزيتي» Curiosity (وتعني «حشرية» بالعربية) هي مركبة فضاء مريخية أطلقتها «الوكالة الأميركية للفضاء والطيران» («ناسا» NASA) في 26 من شهر تشرين الثاني (نوفمبر) 2011 المنصرم في إطار برنامج «مختبر علوم المريخ» Mars Science Laboratory (واختصاراً «إم إس أل» MSL). وهبطت على سطح الكوكب الأحمر فجر 6 آب (أغسطس)، في منطقة محدّدة من الحفرة النيزكية الكبيرة «غيل كرايتر»، بالقرب من جبلٍ مريخي يدعى «آيولِس مونس». وصُمّمت «كوريوزيتي» كي تعمل في مهمات استكشافية في ذلك الكوكب، لمدة لا تقل عن سنة مريخية (قرابة 687 يوماً أرضياً) تقطع خلالها مسافة ربما زادت عن ال19 كيلومتراً، بسرعة أقصاها 90 متراً في الساعة.
ليست كوريوزيتي أول روبوت- سيارة يرسل الى المريخ. ومقارنة بالروبوتين - السيارتين السابقين، «سبيريت» و «أوبورتيونيتي»، فإن «كوريوزيتي» أطول بمرتين وأثقل بخمس مرات من أي منهما، وكذلك تحمل أجهزةً علمية أثقل بعشر مرات مما حمله الروبوتان السابقان.
هبوط معقّد
تعتبر كوريوزيتي أكثر عربات- الروبوت المخصّصة للكواكب تطوراً في تاريخ رحلات ال«ناسا». ومجرّد إرسالها الى المريخ وهبوطها على سطحه بسلام ليس عملية سهلة أبداً، بل إنها عملية معقّدة استأهلت مديح الرئيس باراك أوباما الذي وصفها بأنها «انجاز تكنولوجي تاريخي للولايات المتحدة».
وعلمياً، وُصِف هذا الهبوط بأنه «الأصعب في تاريخ الرحلات المشابهة التي نظّمتها ال «ناسا»، وفق جون غرنسفلد، وهو إداري مساعد في إدارة المهمات العلمية في وكالة «ناسا» في واشنطن. ومقارنة بعمليات هبوط الروبوتين- السيارتين السابقين، وهما رُميا داخل أكياس بالونية منفوخة فارتطما بسطح المريخ مرات عدة قبل أن يستقرا، فإن العربة «كوريوزيتي» سبحت كطائرة مجنحة في الغلاف الغازي المريخي، ثم أشعلت في الثواني الأخيرة صواريخ خاصة، كي تضمن لها هبوطاً ناعماً في المكان المختار.
وبمراجعة الصفحة المخصّصة لهذه المركبة في الموقع الإلكتروني ل «ناسا»، تتضمن مهمات «كوريوزيتي» البحث عن حياة ما على المريخ، سواء أكانت حاضرة أم ماضية، ودراسة مناخ الكوكب الأحمر، وجيولوجيته، إضافة إلى تجميع معطيات من أجل رحلة مستقبلية مأهولة الى هذا الكوكب.
ورأى معظم اختصاصيي «ناسا» أن رحلة الاستكشاف المريخية هذه، تعتبر عملاً تمهيدياً لرحلات مأهولة مستقبلية الى المريخ. وكان الرئيس الأميركي أوباما حدّد التحدّي العالمي بوصول إنسان الى الكوكب الأحمر في ثلاثينات القرن ال 21.
وأتت مهمة إرسال مختبرات علمية الى المريخ ضمن «برنامج استكشاف المريخ» الذي تعتمده وكالة الفضاء «ناسا».
ويمول هذه المهمة «مختبر الدفع النفاث» في «معهد كاليفورنيا التقني» في تلك الولاية. وتقدّر الكلفة الإجمالية لهذه المهمة بقرابة 2.5 بليوني دولار.
وفي هذا السياق، يذكر أن «ناسا» حدّدت أربعة أهداف لمهمات إرسال المختبرات العلمية الى المريخ، هي:
1. حسم موضوع ما إذا كان المريخ يستضيف أو استضاف في الماضي حياةً بيولوجية ذات قيمة فعلياً.
2. دراسة مناخ المريخ
3. دراسة جيولوجيا الكوكب الأحمر
4. الحصول على ما يكفي من معطيات أكيدة للتخطيط لرحلة مأهولة الى المريخ.
ومن أجل تحقيق هذه الأهداف، رسمت «ناسا» 6 مهمات علمية للمختبرات المحمولة الى الكوكب الأحمر، هي:
1. تحديد التركيب الصخري والمعدني لسطح المريخ وللمواد التي تشكل بنيته الجيولوجية العليا.
2. محاولة التقاط «بصمات» كيماوية- بيولوجية في الطبقات الرسوبية في سطح الكوكب الأحمر.
3. تحليل عمليات تشكل الصخور والتربة ومتغيّراتها.
4. دراسة تطور مناخ المريخ وغلافه الجوي على مدى زمني سحيق، يشمل ال4 بلايين سنة الأخيرة.
5. دراسة الوضع الحاضر لبيئة المريخ، بمعنى دراسة نسبة المياه وتوزيعها ودوراتها، إضافة الى جمع معلومات عن غاز ثاني أوكسيد الكربون.
6. دراسة الطيف العريض من الأشعة الساقطة على سطح المريخ، وضمنها الإشعاع الآتي من المجرّة، والأشعة الكونية، ولهب البروتونات القادمة من الشمس وغيرها.
ومن المهمات الإضافية في جدول أعمال «كوريوزيتي»، تظهر مهمة قياس التعرّض للإشعاع على متن العربة نفسها أثناء سفرها الطويل الى المريخ، وهي معطيات مهمة من أجل رحلة مأهولة مستقبلية الى الكوكب الأحمر.
مواصفات متطوّرة
يبلغ الوزن الإجمالي للمركبة مع حمولتها، 3893 كيلوغراماً عند الانطلاق، منها 900 كيلوغرام هي وزن العربة «كوريوزيتي»، والباقي يأتي من وزن الوقود والقواعد ومظلات الهبوط. ويقارب حجم «كوريوزيتي» حجم سيارة صغيرة من نوع «ميني كوبر»، إذ يبلغ طولها قرابة 3 أمتار. وتستمد «كوريوزيتي» طاقتها، إضافة الى الألواح الشمسية، من مولّدات كهربائية حرارية تعمل على نظائر مُشعّة (تحديداً، ال «بلوتونيوم 238»). جرى اختبار هذه المولّدات بنجاح في مركبات «فايكنغ-1» و«فايكنغ-2» التي أرسلت الى المريخ عام 1976.
وتزوّد هذه المولّدات العربة «كوريوزيتي» بطاقة ثابتة لا تتأثر بالمناخ أو بدورة الليل والنهار، بل يساهم فائض الحرارة بتدفئة الأجهزة الاختبارية والحواسيب والكاميرات. وتعطي هذه المولّدات في البداية 125 واط كهرباء، تأتي من قرابة 2000 واط حرارية. ومع تناقص كتلة البلوتونيوم بسبب النشاط الإشعاعي، تتناقص طاقة المولّدات قرب نهاية مهمة هذه المركبة، لتصل الى قرابة 100 واط كهرباء.
وتتراوح الحرارة في منطقة عمل «كوريوزيتي» بين 30 مئوية فوق الصفر و127 مئوية تحت الصفر. ولهذا السبب، وُضّبت الأجهزة الحساسة على العربة بطريقة تضمن إمكان تدفئتها عبر أنابيب من سائل يُسخّن عبر عمليات الإشعاع النووي للبلوتونيوم.
وجُهّزت «كوريوزيتي» بوسيلتي اتصالات، تعتمد إحداهما على أشعة إكس للتواصل مباشرة مع الأقمار الاصطناعية حول الأرض، وتستند الثانية إلى موجة «يو أتش إف» تلفزيونية تتواصل عبرها مع مركبات فضاء تدور حول المريخ. ويحتاج الإرسال المريخي الى 13 دقيقة و46 ثانية للوصول الى الأرض.
واختير موقع الهبوط في حفرة نيزكية قديمة، بل قرب أحد جدران هذه الحفرة من أجل تمكين أجهزة العربة من تفحّص تراب الحفرة والرواسب المنهارة من الجدار. ويتوقّع أن يتيح هذا الأمر للعلماء دراسة جيولوجيا طبقات المريخ عبر الأزمنة المتتالية. كما يفتح المجال لدراسة السهل اللامع في الحفرة، الذي يعتقد أنه بقايا جافة من بحيرة قديمة.
واستطاعت مركبات وصلت الى المريخ في أوقات سابقة أن ترصد بقايا أملاح ومعادن وجزيئات عضوية في هذه الحفرة عينها، ما يعني أنها تشكّل نقطة صالحة لدراسة تاريخ الحياة على المريخ وشكلها، اذا وجدت.
وفي رحلات سابقة، وُجِد أن بيئة المريخ كانت رطبة في غابر الزمان، على ما قاله مايكل ماير، وهو أحد المسؤولين العلميين في برنامج «ناسا» لاستكشاف المريخ. وأضاف ماير: «ستأخذنا «كوريوزيتي» خطوة إضافية منطقية لفهم احتمال الحياة على المريخ».
وتستخدم «كوريوزيتي» معدّات في طرف ذراع آلية تحصل بواسطتها على عيّنات من صخور المريخ وتربته، وتدخلها الى مختبرات آلية متخصصة داخل العربة لتحديد تركيبتها الكيماوية والمعدنية. وتحمل العربة أيضاً جهاز ليزر يسلّط رزمةً ضوئية قوية على نقاط لا تصل إليها ذراع العربة، متسبباً بشرارة تلمع عند نقطة في الهدف.
حينها، يتولّى جهاز طيفي في العربة تحليل الضوء الصادر عن الشرارة، بهدف تحديد العناصر الكيماوية في ذلك الهدف. وتتفحّص «كوريوزيتي» العناصر الكيماوية المتّصلة مع أشكال الحياة، ولإنتاج الطاقة أيضاً على المريخ. وتستطيع هذه العربة أيضاً أن تستشعر العناصر التي تشكّل خطراً على الحياة، كالنشاط الإشعاعي.
* أكاديمي لبناني