تريد وكالة ناسا إرسال البشر إلى المريخ في ثلاثينيات القرن الحالي، حيث يمكن لمهمة مأهولة أن تحل بعض الألغاز الجيولوجية للكوكب الأحمر.

تخطط ناسا لإرسال البشر في رحلة علمية ذهابًا وإيابًا إلى المريخ في وقت مبكر من عام 2035. وستستغرق الرحلة حوالي ستة إلى سبعة أشهر في كل اتجاه وستغطي ما يصل إلى 250 مليون ميل (402 مليون كيلومتر) في كل اتجاه. وقد يقضي رواد الفضاء ما يصل إلى 500 يوم على سطح الكوكب قبل العودة إلى الأرض.

يخطط برنامج أرتميس التابع لناسا لإعادة البشر إلى القمر هذا العقد للتدريب والاستعداد لمهمة المريخ في وقت مبكر من ثلاثينيات القرن الحالي. في حين أن لدى وكالة ناسا عدة أسباب لمتابعة مثل هذه المهمة الطموحة، فإن أكبرها هو الاستكشاف والاكتشاف العلمي.

أنا عالم في الغلاف الجوي وباحث سابق في وكالة ناسا وأشارك في تحديد الأسئلة العلمية التي ستحقق فيها مهمة المريخ. هناك الكثير من الألغاز التي يجب التحقيق فيها على الكوكب الأحمر، بما في ذلك سبب ظهور المريخ بالشكل الذي يبدو عليه اليوم، وما إذا كان قد استضاف الحياة في الماضي أو الحاضر.

جيولوجيا المريخ

المريخ كوكب مثير للاهتمام من منظور جيولوجي وجوي. وقد تشكلت مع بقية النظام الشمسي منذ حوالي 4.6 مليار سنة. منذ حوالي 3.8 مليار سنة، وهو نفس الوقت الذي تشكلت فيه الحياة على الأرض، كان المريخ المبكر يشبه الأرض إلى حد كبير. وكانت تحتوي على مياه سائلة وفيرة على سطحها على شكل محيطات وبحيرات وأنهار، كما كان لها غلاف جوي أكثر كثافة.

في حين أن سطح المريخ خالي تمامًا من الماء السائل اليوم، فقد اكتشف العلماء أدلة على وجود تلك البحيرات والأنهار وحتى ساحل المحيط على سطحه. القطبان الشمالي والجنوبي مغطى بالمياه المتجمدة، مع طبقة رقيقة من ثاني أكسيد الكربون المتجمد. وفي القطب الجنوبي خلال فصل الصيف، تختفي قشرة ثاني أكسيد الكربون، تاركة المياه المتجمدة مكشوفة.

اليوم، الغلاف الجوي للمريخ رقيق جدًا ويحتوي على حوالي 95% من ثاني أكسيد الكربون. إنه مليء بالغبار الجوي القادم من السطح، وهو ما يعطي الغلاف الجوي للمريخ لونه المحمر المميز.

يعرف العلماء الكثير عن سطح الكوكب من خلال إرسال البعثات الروبوتية، ولكن لا تزال هناك العديد من الميزات الجيولوجية المثيرة للاهتمام التي يتعين التحقيق فيها عن كثب. يمكن لهذه الميزات أن تخبر الباحثين بالمزيد عن تكوين النظام الشمسي.

يبدو نصفا الكرة الشمالي والجنوبي للمريخ مختلفين تمامًا. حوالي ثلث سطح المريخ – معظمه في نصف الكرة الشمالي – يقع على ارتفاع يتراوح بين 2 إلى 4 أميال (3.2 إلى 6.4 كيلومتر)، وتسمى الأراضي المنخفضة الشمالية. تحتوي الأراضي المنخفضة الشمالية على عدد قليل من الحفر الكبيرة ولكنها ناعمة نسبيًا. أما الثلثان الجنوبيان من الكوكب، ويطلق عليهما المرتفعات الجنوبية، فيحتويان على الكثير من الحفر القديمة جدًا.

يحتوي المريخ أيضًا على أكبر البراكين التي لاحظها العلماء في النظام الشمسي. سطحه مليء بالحفر العميقة الناجمة عن تأثيرات الكويكبات والنيازك التي حدثت خلال التاريخ المبكر للمريخ. إن إرسال رواد فضاء لدراسة هذه الميزات يمكن أن يساعد الباحثين على فهم كيف ومتى حدثت الأحداث الكبرى خلال التاريخ المبكر للمريخ.

طرح الأسئلة الصحيحة

شكلت ناسا لجنة تسمى مجموعة تحليل علوم الاستكشاف البشري للمريخ للتخطيط للمهمة المستقبلية. لقد شاركت في رئاسة اللجنة، مع عالم وكالة ناسا جيمس ب. جارفين، لتطوير وتقييم الأسئلة العلمية الرئيسية حول المريخ. أردنا معرفة الأسئلة البحثية التي تتطلب معالجة مهمة بشرية، بدلاً من المهام الآلية الرخيصة.

وتوصلت اللجنة إلى توصيات بشأن العديد من الأسئلة العلمية المهمة للتحقيقات البشرية على المريخ.

سؤال واحد يطرح ما إذا كانت هناك حياة على هذا الكوكب اليوم. تذكر أن الحياة على الأرض تشكلت منذ حوالي 3.8 مليار سنة، عندما كانت الأرض والمريخ كوكبين متشابهين، وكان كلاهما يحتوي على مياه سائلة وفيرة وكان للمريخ غلاف جوي أكثر كثافة.

ويطرح سؤال آخر ما هو نوع التغيرات البيئية التي أدت إلى فقدان المريخ للمياه السائلة الوفيرة والمنتشرة على سطحه، بالإضافة إلى بعض غلافه الجوي.

هذه الأسئلة، إلى جانب توصيات أخرى من اللجنة، دخلت في خطة ناسا المعمارية لإرسال البشر إلى المريخ.

كيف تصل إلى المريخ؟

لإرسال البشر إلى المريخ وإعادتهم سالمين إلى الأرض، قامت وكالة ناسا بتطوير مركبة إطلاق جديدة وقوية جدًا تسمى نظام الإطلاق الفضائي ومركبة فضائية حاملة بشرية جديدة تسمى أوريون.

ولإعداد وتدريب رواد الفضاء للعيش على المريخ واستكشافه، أنشأت وكالة ناسا برنامجًا جديدًا لإعادة البشر إلى القمر، يسمى برنامج أرتميس.

في الأساطير، كانت أرتميس أخت أبولو التوأم. سيعيش رواد فضاء أرتميس ويعملون على القمر لعدة أشهر في كل مرة للاستعداد للعيش والعمل على المريخ.

تم إطلاق نظام الإطلاق الفضائي وأوريون بنجاح في 16 نوفمبر 2022، كجزء من مهمة Artemis I. قامت بأول رحلة غير مأهولة لبرنامج أرتميس إلى القمر، وبمجرد الوصول إلى هناك، دارت أوريون حول القمر لمدة ستة أيام، واقتربت من ارتفاع 80 ميلاً (129 كيلومترًا) فوق السطح.

عادت أرتميس الأولى إلى الأرض في 11 ديسمبر 2022، بعد رحلتها الأولى التي قطعت 1.4 مليون ميل (2.2 مليون كيلومتر).

ومن المقرر أن تتم مهمة أرتميس 3، وهي أول مهمة لإعادة البشر إلى سطح القمر، في عام 2026. وسيهبط رواد فضاء أرتميس في القطب الجنوبي للقمر، حيث يعتقد العلماء أنه قد تكون هناك رواسب كبيرة من المياه الجوفية على شكل جليد يمكن لرواد الفضاء استخراجها. ويذوب ويطهر ويشرب. سيقوم رواد فضاء أرتميس بإنشاء موائل على سطح القمر وقضاء عدة أشهر في استكشاف سطح القمر.

نظرًا لأن القمر لا يبعد سوى 240.000 ميل (386.000 كم) عن الأرض، فإنه سيكون بمثابة ساحة تدريب للاستكشاف البشري المستقبلي للمريخ. في حين أن مهمة المريخ لا تزال أمامنا سنوات عديدة، فإن برنامج أرتميس سيساعد وكالة ناسا على تطوير القدرات التي تحتاجها لاستكشاف الكوكب الأحمر.

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: جويل س. ليفين، وليام وماري

اقرأ المزيد:

جويل س. ليفين يتلقى التمويل من وكالة ناسا. أعمل كمستشار لمركز الهندسة والسلامة التابع لناسا (NESC).