شرح: لماذا يعتبر المريخ مثيرًا للاهتمام للعلماء والمغامر الذي يعيش فينا جميعًا؟

هبط المسبار روفر 2020 Mars 2020 التابع لناسا على سطح المريخ في الساعات الأولى من يوم الجمعة. من المرجح أن تحدد نتائج تجارب المثابرة العقدين القادمين من استكشاف المريخ. عالم ناسا يشرح لماذا وكيف.

المثابرة هي أكثر المعامل المتنقلة تقدمًا والأغلى والأكثر تطورًا التي يتم إرسالها إلى المريخ. (الصورة: Twitter /NASAPersevere)

المثابرة ليست مجرد مهمة روفر أخرى. المثابرة هي أكثر المعامل المتنقلة تقدمًا والأغلى والأكثر تطورًا التي يتم إرسالها إلى المريخ. من المرجح أن تحدد نتائج التجارب على المثابرة العقدين القادمين من استكشاف المريخ - ستحدد مسار البحث عن الحياة ومهمة مأهولة مستقبلية إلى المريخ.

علوم المريخ في الثلاثين عامًا الماضية

لقد قطعنا شوطًا طويلاً جدًا في فهم المريخ منذ زمن مهمات الجيل الأول في الستينيات. نفذت بعثات الفايكنج في منتصف السبعينيات أول تحليل كيميائي لتربة المريخ ، بالإضافة إلى أربع تجارب بيولوجية لاكتشاف النشاط البيولوجي. لم تسفر التجارب عن أي دليل قاطع على وجود الحياة.

في أوائل الثمانينيات ، افترض العلماء ، بناءً على التركيب المعدني والملمس الصخري ، أن بعض النيازك قد يكون لها منطقة مصدر في المريخ ، على عكس حزام الكويكبات. في عام 1984 ، أظهرت دراسة أن التركيب النظائري للغازات النادرة (زينون وكريبتون ونيون وأرجون) يطابق النسب النظيرية للغلاف الجوي للمريخ المقاسة بواسطة مركبة فايكنغ الفضائية. قدم هذا الاكتشاف وسيلة لعلماء الجيوكيميائيين لدراسة عينات المريخ - وقدم دعمًا كبيرًا لفهمنا للتطور الجيوكيميائي للمريخ.

كان المريخ يعتبر كوكبًا جافًا في القرن العشرين. تغير هذا في عام 2001 ، عندما اكتشف مطياف جاما على متن المركبة الفضائية Mars Odyssey توقيعًا رائعًا للهيدروجين يبدو أنه يشير إلى وجود جليد مائي. ولكن كان هناك غموض - وذلك لأن الهيدروجين يمكن أن يكون جزءًا من العديد من المركبات الأخرى أيضًا ، بما في ذلك المركبات العضوية.

لاختبار وجود الماء ، أرسلت وكالة ناسا مركبة فضائية للهبوط بالقرب من القطب الجنوبي للمريخ في عام 2007. درست المركبة الفضائية التربة حول المسبار بذراعها الآلي وتمكنت من إثبات وجود الماء على المريخ دون أي غموض لأول مرة.

الصورة الأولى التي أرسلتها المركبة المتجولة المثابرة تظهر سطح المريخ ، بعد الهبوط مباشرة في فوهة جيزيرو ، يوم الخميس 18 فبراير 2021 (NASA via AP)

تحمل مركبة كيوريوسيتي أداة تسمى SAM (أو تحليل العينة في المريخ) ، والتي تحتوي على مجموعة من أجهزة قياس الطيف بهدف الكشف عن المركبات العضوية على سطح المريخ. يحتوي SAM على مطياف كتلة لا يستطيع قياس العناصر فحسب ، بل يقيس النظائر أيضًا. حققت هذه الأداة اكتشافًا رائعًا للمركبات العضوية ذات السلسلة الكبيرة على سطح المريخ. من غير المعروف كيف تتشكل هذه المواد العضوية على المريخ: من المحتمل أن تكون العملية غير حية ، ولكن هناك احتمال رائع أن مثل هذه الجزيئات المعقدة قد تشكلت من خلال عمليات مرتبطة بالحياة.

تعمل Mars Insight على إنشاء التاريخ في الوقت الحالي ، من خلال مراقبة النشاط الزلزالي وتدفق الحرارة على المريخ - وهذا سيساعد على فهم تكوين الجزء الداخلي للمريخ.

أميتابها غوش هو عالم كواكب تابع لوكالة ناسا ومقره واشنطن العاصمة. لقد عمل في العديد من بعثات المريخ التابعة لوكالة ناسا بدءًا من مهمة Mars Pathfinder في عام 1997. وشغل منصب رئيس مجموعة عمل العمليات العلمية لبعثة استكشاف المريخ واستكشاف المريخ ، وتم تكليفه بقيادة عمليات روفر التكتيكية على المريخ لأكثر من 10 سنوات. لقد ساعد في تحليل أول صخرة على سطح المريخ ، والتي تصادف أنها أول صخرة تم تحليلها من كوكب آخر.

السحر الدائم بالمريخ

لماذا يعتبر المريخ مثيرًا للاهتمام للعلماء؟ وإلى المستكشف والمغامر فينا جميعاً؟ هناك سببان رئيسيان.

أولاً ، كوكب المريخ هو كوكب ربما تكون الحياة فيه قد تطورت في الماضي. تطورت الحياة على الأرض منذ 3.8 مليار سنة. كانت الظروف على المريخ في وقت مبكر منذ حوالي 4 مليارات سنة مشابهة جدًا لظروف كوكب الأرض. كان له غلاف جوي سميك ، مما مكّن من استقرار الماء على سطح المريخ. إذا كانت الظروف على المريخ مماثلة لتلك الموجودة على الأرض ، فهناك احتمال حقيقي بأن الحياة المجهرية قد تطورت على المريخ.

ثانيًا ، المريخ هو الكوكب الوحيد الذي يمكن للبشر زيارته أو السكن فيه على المدى الطويل. تتمتع الزهرة وعطارد بدرجات حرارة قصوى - متوسط ​​درجة الحرارة أكبر من 400 درجة مئوية ، أو أكثر سخونة من فرن الطهي. جميع الكواكب في النظام الشمسي الخارجي بدءًا من كوكب المشتري مصنوعة من الغاز - وليس السيليكات أو الصخور - وهي شديدة البرودة. المريخ مضياف نسبيًا من حيث درجة الحرارة ، مع نطاق تقريبي بين 20 درجة مئوية عند خط الاستواء إلى سالب 125 درجة مئوية عند القطبين.

مهمة المثابرة على المريخ

المثابرة تتناول كلاً من الموضوعات الحاسمة حول المريخ - البحث عن الحياة ، ومهمة الإنسان إلى ذلك الكوكب.

مهمة إرجاع العينة: هل توجد حياة على المريخ؟

المثابرة هي الخطوة الأولى في مشروع متعدد الخطوات لجلب عينات من المريخ. نأمل أن توفر دراسة عينات الصخور المرتجعة في مختبرات متطورة في جميع أنحاء العالم إجابة حاسمة حول ما إذا كانت الحياة موجودة على المريخ في الماضي.

فيما يلي خطوات إرجاع العينة:

كخطوة أولى ، ستجمع المثابرة عينات من الصخور والتربة في 43 أنبوبًا بحجم السيجار. سيتم جمع العينات وإغلاق العبوات وتركها على الأرض.

والخطوة الثانية هي أن تقوم مركبة Mars Fetch Rover (المقدمة من وكالة الفضاء الأوروبية) بالهبوط والقيادة وجمع جميع العينات من المواقع المختلفة والعودة إلى المسبار.

ستقوم Fetch Rover بعد ذلك بنقل العبوات إلى مركبة الصعود. ستلتقي مركبة صعود المريخ بمركبة مدارية ، وبعدها ستحمل المركبة المدارية العينات إلى الأرض.

يسمى هذا المشروع طويل المدى MSR أو إرجاع عينة المريخ. ستحدث MSR ثورة في فهمنا للتاريخ التطوري للمريخ. إذا تم تنفيذ MSR بنجاح ، فسنحصل على إجابة معقولة عما إذا كانت هناك حياة مجهرية على المريخ.

لكن MSR لها مخاطرها. إذا فشل أحد المكونات ، مثل Fetch Rover أو Mars Ascent Vehicle ، فإن MSR محكوم عليها بالفشل. المخاطر الخفية هي استراتيجية. بتكلفة MSR ، يمكن أن يكون هناك 5-10 مهمات للمركبات الفضائية إلى أجزاء مختلفة من النظام الشمسي: وبالتالي ، من خلال اختيار MSR ، تمنع ناسا خيار القيام بهذه المهام الأخرى.

إنتاج الأكسجين على المريخ: مطلب أساسي

لكي تتحقق مهمة بشرية إلى المريخ ، يجب أن تكون التكلفة معقولة. لكي تكون التكاليف معقولة ، يجب أن تكون هناك تقنية وبنية تحتية لتصنيع الأكسجين على المريخ باستخدام المواد الخام المتاحة على المريخ.

بدون طريقة قوية لتصنيع الأكسجين على المريخ ، ستكون المهمات البشرية إلى المريخ باهظة الثمن وغير واقعية. بدون خطة موثوقة لإنتاج الأكسجين على المريخ ، فإن خطة إيلون ماسك لتوفير النقل التجاري إلى المريخ ستكون معرضة لخطر الفشل.

سيكون للمثابرة أداة - MOXIE ، أو تجربة استخدام موارد الأكسجين في الموقع في المريخ - والتي ستستخدم 300 واط من الطاقة لإنتاج حوالي 10 جرامات من الأكسجين باستخدام ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي.

في حالة نجاح هذه التجربة ، يمكن توسيع نطاق MOXIE بعامل 100 لتوفير حاجتين مهمتين للغاية للبشر: الأكسجين للتنفس ووقود الصواريخ لرحلة العودة إلى الأرض.

البحث عن المياه الجوفية على سطح المريخ

المثابرة ستحمل التصوير الرادار لتجربة المريخ تحت السطحية (RIMFAX). ستوفر RIMFAX خرائط عالية الدقة للبنية تحت السطحية في موقع الهبوط. ستبحث الأداة أيضًا عن المياه الجوفية على سطح المريخ - والتي ، إذا وجدت ، ستساعد بشكل كبير في حالة مهمة بشرية أو سبب وجود مستوطنة بشرية على المريخ.

اختبار طائرة هليكوبتر للطيران على سطح المريخ

مروحية المريخ هي في الحقيقة طائرة صغيرة بدون طيار. إنها تجربة عرض تقني: لاختبار ما إذا كانت المروحية تستطيع الطيران في الغلاف الجوي المتناثر على سطح المريخ.

تجعل الكثافة المنخفضة للغلاف الجوي للمريخ احتمالات تحليق طائرة هليكوبتر أو طائرة على سطح المريخ منخفضة للغاية. يجب أن يعتمد النقل لمسافات طويلة على كوكب المريخ على المركبات التي تعتمد على المحركات الصاروخية للصعود والهبوط بالطاقة.

ربما نكون على بعد عقد من محطتين رئيسيتين في استكشاف المريخ: مهمة بشرية إلى المريخ ، وإجابة حاسمة على السؤال عما إذا كان المريخ يؤوي - أو لا يزال يؤوي - حياة مجهرية. من المتوقع أن توفر المثابرة نظرة ثاقبة على كلا السؤالين.

شارك الموضوع مع أصدقائك: