تواجه مهمة ناسا الحاسمة في البحث عن الحياة خارج الأرض، وهي مهمة Mars Sample Return، مشكلة. وقد تضخمت ميزانيتها من 5 مليارات دولار أمريكي إلى أكثر من 11 مليار دولار، وقد يتباطأ تاريخ عودة العينة من نهاية هذا العقد إلى عام 2040.
وستكون المهمة هي الأولى التي تحاول إعادة عينات صخرية من المريخ إلى الأرض حتى يتمكن العلماء من تحليلها بحثًا عن علامات الحياة الماضية.
وقال مدير ناسا بيل نيلسون خلال مؤتمر صحفي في 15 أبريل 2024، إن المهمة كما تم تصورها حاليًا مكلفة للغاية وبطيئة للغاية. منحت ناسا الشركات الخاصة شهرًا لتقديم مقترحات لإعادة العينات بطريقة أسرع وبأسعار معقولة.
باعتباري عالم فلك يدرس علم الكونيات وألّف كتابًا عن البعثات المبكرة إلى المريخ، فقد كنت أشاهد قصة عودة العينات. المريخ هو أقرب وأفضل مكان للبحث عن الحياة خارج الأرض، وإذا انهارت مهمة ناسا الطموحة هذه، فإن العلماء سيفقدون فرصتهم لمعرفة المزيد عن الكوكب الأحمر.
صلاحية المريخ للسكن
كشفت أولى بعثات ناسا للوصول إلى سطح المريخ في عام 1976 أن الكوكب عبارة عن صحراء شديدة البرودة، وغير صالحة للسكن بدون غلاف جوي سميك لحماية الحياة من أشعة الشمس فوق البنفسجية. لكن الدراسات التي أجريت على مدى العقد الماضي تشير إلى أن الكوكب ربما كان أكثر دفئا ورطوبة منذ عدة مليارات من السنين.
أظهرت كل من المركبتين الجوالتين كيوريوسيتي ومثابرة أن البيئة المبكرة للكوكب كانت مناسبة للحياة الميكروبية.
ووجدوا اللبنات الكيميائية للحياة وعلامات المياه السطحية في الماضي البعيد. ولا تزال مركبة كيوريوسيتي، التي هبطت على المريخ عام 2012، نشطة؛ وسيلعب توأمها، بيرسيفيرانس، الذي هبط على المريخ في عام 2021، دورًا حاسمًا في مهمة عودة العينات.
لماذا يريد علماء الفلك عينات من المريخ
كانت المرة الأولى التي بحثت فيها ناسا عن الحياة في صخرة مريخية في عام 1996. وادعى العلماء أنهم اكتشفوا حفريات مجهرية من البكتيريا في النيزك المريخي ALH84001. هذا النيزك عبارة عن قطعة من المريخ هبطت في القارة القطبية الجنوبية قبل 13000 عام وتم انتشالها في عام 1984. واختلف العلماء حول ما إذا كان النيزك قد احتوى بالفعل على علم الأحياء، واليوم يتفق معظم العلماء على أنه لا يوجد دليل كافٍ للقول بأن الصخرة تحتوي على حفريات.
تم العثور على عدة مئات من النيازك المريخية على الأرض خلال الأربعين عامًا الماضية. إنها عينات مجانية سقطت على الأرض، لذلك في حين قد يبدو من البديهي دراستها، لا يستطيع العلماء معرفة مكان نشأت هذه النيازك على المريخ. كما أنها انفجرت عن سطح الكوكب بسبب الاصطدامات، وكان من الممكن أن تؤدي تلك الأحداث العنيفة إلى تدمير أو تغيير الأدلة الدقيقة للحياة في الصخر بسهولة.
ليس هناك بديل عن إعادة عينات من منطقة معروفة بأنها كانت مضيافة للحياة في الماضي. ونتيجة لذلك، تواجه الوكالة سعرًا قدره 700 مليون دولار للأونصة، مما يجعل هذه العينات أغلى مادة تم جمعها على الإطلاق.
مهمة مقنعة ومعقدة
إن إعادة صخور المريخ إلى الأرض هي المهمة الأكثر تحديًا التي حاولت ناسا القيام بها على الإطلاق، وقد بدأت المرحلة الأولى بالفعل.
قامت بيرسيفيرانس بجمع أكثر من عشرين عينة من الصخور والتربة، ووضعتها على أرضية حفرة جيزيرو، وهي منطقة ربما كانت مغمورة بالمياه في السابق وكان من الممكن أن تكون موطنًا للحياة. تقوم المركبة بإدراج العينات في حاويات بحجم أنابيب الاختبار. بمجرد أن تملأ المركبة الفضائية جميع أنابيب العينات، فإنها ستجمعها وتحضرها إلى المكان الذي ستهبط فيه مركبة ناسا لاسترجاع العينات. تشتمل مركبة استرجاع العينات على صاروخ لنقل العينات إلى مدار حول المريخ.
صممت وكالة الفضاء الأوروبية مركبة عودة إلى الأرض، والتي ستلتقي بالصاروخ في المدار وتلتقط حاوية العينات بحجم كرة السلة. سيتم بعد ذلك إغلاق العينات تلقائيًا في نظام الاحتواء الحيوي ونقلها إلى كبسولة دخول الأرض، والتي تعد جزءًا من مركبة العودة الأرضية. وبعد الرحلة الطويلة إلى المنزل، ستهبط كبسولة الدخول بالمظلة إلى سطح الأرض.
إن التصميم المعقد لهذه المهمة، والذي يتضمن مركبة جوالة، ومركبة هبوط، وصاروخ، ومركبة مدارية، والتنسيق بين وكالتين فضائيتين، هو أمر غير مسبوق. إنه السبب وراء الميزانية المتضخمة والجدول الزمني الطويل.
عودة العينة يكسر البنك
أحدثت عملية “إرجاع عينة المريخ” ثغرة في ميزانية وكالة ناسا، مما يهدد البعثات الأخرى التي تحتاج إلى تمويل.
قام مركز ناسا الذي يقف وراء المهمة، وهو مختبر الدفع النفاث، بتسريح أكثر من 500 موظف. من المحتمل أن تكون ميزانية Mars Sample Return قد تسببت جزئيًا في تسريح العمال، لكنها وصلت أيضًا إلى مختبر الدفع النفاث الذي لديه لوحة كاملة من المهام الكوكبية ويعاني من تخفيضات في الميزانية.
خلال العام الماضي، أثار تقرير مجلس المراجعة المستقل وتقرير من مكتب المفتش العام لناسا مخاوف عميقة بشأن جدوى مهمة إعادة العينات. وصفت هذه التقارير تصميم المهمة بأنه معقد للغاية وأشارت إلى قضايا مثل التضخم ومشاكل سلسلة التوريد والتكاليف غير الواقعية وتقديرات الجدول الزمني.
وتشعر وكالة ناسا أيضًا بالضغوط من الكونجرس. بالنسبة للسنة المالية 2024، خفضت لجنة المخصصات بمجلس الشيوخ ميزانية ناسا لعلوم الكواكب بأكثر من نصف مليار دولار. إذا لم تتمكن ناسا من السيطرة على التكاليف، فقد يتم إلغاء المهمة.
التفكير من خارج منطقة الجزاء
وفي مواجهة هذه التحديات، وجهت ناسا دعوة إلى شركات القطاع الخاص للحصول على تصميمات مبتكرة، بهدف تقليص تكلفة المهمة وتعقيدها. من المقرر تقديم المقترحات بحلول 17 مايو، وهو جدول زمني ضيق للغاية لمثل هذا الجهد التصميمي الصعب. وسيكون من الصعب على الشركات الخاصة تحسين الخطة التي استغرق إعدادها خبراء في مختبر الدفع النفاث أكثر من عقد من الزمن.
أحد اللاعبين المحتملين المهمين في هذا الموقف هو شركة الفضاء التجارية SpaceX. تتعاون ناسا بالفعل مع SpaceX بشأن عودة أمريكا إلى القمر. بالنسبة لمهمة Artemis III، ستحاول SpaceX إنزال البشر على سطح القمر لأول مرة منذ أكثر من 50 عامًا.
ومع ذلك، فإن صاروخ Starship الضخم الذي ستستخدمه SpaceX في Artemis لم يقم سوى بثلاث رحلات تجريبية ويحتاج إلى المزيد من التطوير قبل أن تثق به وكالة ناسا لنقل البضائع البشرية.
من حيث المبدأ، يمكن لصاروخ ستارشيب أن يعيد حمولة كبيرة من صخور المريخ في مهمة واحدة مدتها عامين وبتكلفة أقل بكثير. لكن المركبة الفضائية تأتي مع مخاطر وشكوك كبيرة. ليس من الواضح ما إذا كان هذا الصاروخ يمكنه إعادة العينات التي جمعتها شركة بيرسيفيرانس بالفعل.
تستخدم المركبة الفضائية منصة إطلاق، وستحتاج إلى التزود بالوقود من أجل رحلة العودة. لكن لا توجد منصة إطلاق أو محطة وقود في فوهة جيزيرو. تم تصميم مركبة ستارشيب لنقل الأشخاص، ولكن إذا ذهب رواد الفضاء إلى المريخ لجمع العينات، فستحتاج شركة سبيس إكس إلى صاروخ ستارشيب أكبر من الصاروخ الذي اختبرته حتى الآن.
ينطوي إرسال رواد فضاء أيضًا على مخاطر وتكلفة إضافية، وقد تنتهي استراتيجية استخدام الأشخاص إلى أكثر تعقيدًا من خطة ناسا الحالية.
ومع كل هذه الضغوط والقيود، اختارت ناسا أن ترى ما إذا كان القطاع الخاص يستطيع التوصل إلى حل ناجح. سنعرف الجواب الشهر المقبل.
تم إعادة نشر هذا المقال من The Conversation، وهي منظمة إخبارية مستقلة غير ربحية تقدم لك حقائق وتحليلات جديرة بالثقة لمساعدتك على فهم عالمنا المعقد. كتب بواسطة: كريس إمبي، جامعة أريزونا
اقرأ أكثر:
يتلقى كريس إمبي تمويلًا من المؤسسة الوطنية للعلوم ومعهد هوارد هيوز الطبي.