المريخ نفسه عالم محير، خاصة عندما يتعلق الأمر بما إذا كان الكوكب هو موطن الحياة القديمة أو حتى الحالية أم لا. لكن ضع ذلك جانباً في الوقت الحالي. حتى من دون احتمال وجود حياة، فإن الكوكب الأحمر غامض بما فيه الكفاية لأنه محاط بمجموعة من الأجسام الغريبة.
لا أحد يعرف على وجه اليقين كيف وصل قمرا المريخ، فوبوس ودييموس، إلى مكانهما أو مما يتكونان.
ولكن الآن يجري الاستعداد لمهمة جريئة ومغامرة للإطلاق يمكن أن تساعدنا على فهم أقمار المريخ بشكل أفضل. تتضمن مهمة المركبة الفضائية اليابانية لاستكشاف أقمار المريخ (MMX) حفر فوبوس وأخذ عينات منه، ثم إطلاق المقتنيات المرغوبة بالصواريخ إلى الأرض.
متعلق ب: هذه هي أول نظرة تفصيلية لنا على قمر المريخ الأكثر غموضا ديموس (صور)
عمل المباحث في الموقع
لماذا كل هذه الضجة؟ إن هذين القمرين للمريخ هما من الشذوذات السماوية الغريبة. كلا القمرين يدوران في مدارات استوائية دائرية تقريبًا؛ يتصاعد فوبوس ببطء نحو المريخ بينما يتصاعد ديموس تدريجيًا بعيدًا.
كما تقول النظريات، قد يتم الاستيلاء عليها من قبل الكويكبات بعد تشكيل المريخ. أو ربما تكون بقايا من اصطدام ضخم بالمريخ والذي اندمج بعد ذلك.
تم تصميم MMX التابع لوكالة استكشاف الفضاء اليابانية للمساعدة في حل هذه المعضلة من خلال العمل البوليسي في الموقع. تتضمن المهمة مستوى ملحوظًا من التعاون مع أوروبا والولايات المتحدة، بما في ذلك تطوير الأدوات والأجهزة العلمية على متن المركبة.
إذا بقي كل شيء في الموعد المحدد، ستتجه MMX إلى وجهتها في العام المقبل. بعد حوالي عام من إطلاقها، ستصل المركبة الفضائية MMX إلى المريخ لبدء مهامها لمسافات طويلة. بمجرد اكتمال مهمته، سيعود المسبار بعد ذلك إلى الأرض لمدة عام تقريبًا، ليقوم بتسليم العينات المجمعة إلى المنزل في عام 2029. وستتوقف كبسولة إعادة العينات الخاصة به بشكل كامل داخل منطقة مستهدفة من المناطق النائية النائية في أستراليا.
قبض وأطلق
سيكون هناك ما يقرب من اثنتي عشرة أداة علمية على متن المركبة الفضائية MMX، سبعة منها مخصصة للاستشعار عن بعد والمراقبة الميدانية لأقمار المريخ. هناك آليتان لأخذ العينات لجمع المواد من فوبوس، وتم تصميم أداتين لاختبار وتطوير تكنولوجيا الاستكشاف.
تم تجهيز المركبة الفضائية MMX بآليتين مختلفتين لجمع المواد من فوبوس: جهاز أخذ العينات C (جهاز أخذ العينات الجوفية) وجهاز أخذ العينات P (هوائي). سيتم تخزين أشياء فوبوس الجيدة من سطح القمر في كبسولة إرجاع العينات.
يستخدم جهاز أخذ العينات ذراعًا آلية تجمع المواد الموجودة تحت السطح من قمر المريخ، وتخزن تلك المواد في أنبوب لوضعها في كبسولة إرجاع العينة.
يستخدم أسلوب أخذ العينات الهوائية الغاز المضغوط لرفع المواد من سطح فوبوس لنقلها إلى حاوية العينة.
صعب أم رقيق؟
عنصر آخر في مهمة MMX هو مركبة جوالة ألمانية فرنسية يتم تطويرها بشكل مشترك من قبل المركز الوطني للدراسات الفضائية (CNES) في فرنسا ومركز الفضاء الألماني (DLR).
ليتم إسقاطه من ارتفاع يتراوح بين 130 قدمًا تقريبًا إلى ما يقرب من 330 قدمًا (40 و100 متر) فوق فوبوس، سيقوم هذا الروبوت بوضع نفسه في وضع مستقيم بشكل مستقل ويقوم بعمله لمدة ثلاثة أشهر تقريبًا. خلال تلك الفترة، ستقترب المركبة الفضائية من الأهداف العلمية ذات الاهتمام، مما يساعد على تحديد عينات فوبوس التي سيتم جمعها بواسطة المركبة الفضائية الأم لنقلها إلى الأرض في وحدة العودة الخاصة بها.
لكن التعامل مع فوبوس بشكل مباشر لن يكون سهلاً.
فوبوس هو الأقرب بين قمري المريخ المليئين بالفوهات، وهو الأكبر بين القمرين حيث يبلغ قطره 17 × 14 × 11 ميلًا (27 × 22 × 18 كيلومترًا). يدور حول الكوكب الأحمر ثلاث مرات في اليوم. يقع فوبوس في بيئة ذات جاذبية ضئيلة، حيث تبلغ جاذبيته 1/2000 فقط من جاذبية الأرض.
ما ستجده المركبة الفضائية MMX ليس رهانًا أكيدًا. هل ستكون المادة السطحية للقمر صلبة بما يكفي للهبوط عليها، أم أنها ستكون ناعمة ورقيقة؟
التغيرات السطحية
تيريك دالي هو عالم كواكب في مختبر الفيزياء التطبيقية بجامعة جونز هوبكنز (APL) في لوريل بولاية ميريلاند، وهو عضو في فريق العمل العلمي لـ MMX. تم اختياره في وقت مبكر من هذا العام كعالم مشارك بتمويل من وكالة ناسا، وسيقوم بالبحث عن التغيرات السطحية على فوبوس وديموس من خلال مقارنة بيانات صور MMX مع الصور السابقة للقمرين.
وقال دالي لموقع Space.com: “إن مهمة MMX طموحة، ولم يعيد أحد على الإطلاق عينات من أقمار المريخ”، مشيرًا إلى أن مهمة MMX تعتمد على مهمتي Hayabusa و Hayabusa2 الناجحتين التابعتين لوكالة استكشاف الفضاء اليابانية، والتي أعادت عينات من قمرين قريبين. الكويكبات الأرضية إيتوكاوا (يونيو 2010) وريوجو (ديسمبر 2020).
وقال دالي: “أحد الأسئلة الكبيرة هو ما إذا كان فوبوس ودييموس تم الاستيلاء عليهما من قبل الكويكبات أم أنها آثار اصطدام عملاق بالمريخ”. “إن القدرة على الإجابة على هذا السؤال ستساعدنا على فهم أصل وتطور النظام الشمسي بشكل أفضل، كما أن إعادة عينات من فوبوس ستساعد في حل هذا اللغز.”
فوبوس 101
ديفيد لورانس من APL هو الرائد العلمي لأشعة غاما وأشعة النيوترونات (MEGANE) في مهمة MMX. وسوف يقيس التركيب العنصري لقمر المريخ فوبوس باستخدام أشعة جاما والنيوترونات.
وقال لورانس لموقع Space.com: “في الوقت الحالي، لا نعرف إلا القليل من المعلومات حول التركيب العنصري لفوبوس، ومع ذلك فإن هذه المعلومات أساسية لفهم كيفية تشكل فوبوس”.
بطريقة فوبوس 101، قال لورانس أن هناك طريقة واحدة لتقييم كيف يساعد التكوين في الاختيار بين النظريتين.
“إذا تشكل فوبوس عبر اصطدام عملاق، فمن المحتمل أن يصبح دافئًا جدًا، ويحرق العناصر المتطايرة بسهولة. في المقابل، إذا كان فوبوس جسمًا تم التقاطه، ربما من النظام الشمسي الخارجي الغني الأكثر تقلبًا، فمن المتوقع أن تكون مثل هذه العناصر قال لورانس: “لديك وفرة أعلى”.
العمل القانوني
قطعة أخرى من الأجهزة التي ترعاها وكالة ناسا على MMX هي P-Sampler التي صممتها شركة Honeybee Robotics.
تم تركيب هذه المعدات على طول ساق مركبة الهبوط MMX، وتم تصميمها لإجراء عمليات أخذ العينات في غضون خمس ثوانٍ بعد هبوط المركبة الفضائية على فوبوس وما يصل إلى ثلاث ثوانٍ قبل الإقلاع.
وقال كريس زاكني، نائب رئيس أنظمة الاستكشاف بالشركة وعالم أبحاث كبير: “اثنان من أكبر تحديات أخذ العينات على فوبوس هما الجاذبية المنخفضة للغاية والخصائص غير المعروفة لثرى فوبوس على نطاق نظام أخذ العينات”. وقال لموقع Space.com: “تم تصميم جهاز أخذ العينات الهوائية لمواجهة كلا التحديين”.
التنقيب : التحريك والعلو
قصص ذات الصلة:
– التقطت المركبة الفضائية الصينية حول المريخ لقطة مذهلة لقمر الكوكب الأحمر الأكبر، فوبوس
– ربما يكون الاصطدام العملاق قد أدى إلى إنشاء أقمار المريخ
– لغز قمر المريخ: العثور على هياكل غريبة داخل فوبوس “المخيف”.
وقال زاكاني إن استخدام غاز النيتروجين المضغوط لتحريك الثرى ورفعه في حاوية عينة يحل الطبيعة غير المعروفة للثرى.
نظرًا لأن النظام الهوائي هو في الأساس محرك صاروخي يولد الدفع، فقد كان على مجموعة Honeybee Robotics أيضًا التخلص من الدفع الناتج لجعل النظام مناسبًا للجاذبية المنخفضة. وقال زاكيني إنه تم تحقيق ذلك من خلال تركيب فوهات غاز إضافية موجهة للأعلى – في الاتجاه المعاكس لفوهات الحفر الموجهة للأسفل.
وقال زاكني: “للتحقق من أن جهاز أخذ العينات الهوائية جاهز للمهمة، أجرينا الكثير من الاختبارات في غرفة مفرغة باستخدام محاكي Phobos regolith المقدم من مختبر Exolith في جامعة سنترال فلوريدا”.
وفيما يتعلق بمهمة MMX الشاملة نفسها، قال لورانس من APL إنها بالفعل مهمة جريئة وطموحة، “ولكن بالطبع هذا ما يجعلها مثيرة”.
وبالنظر إلى المهمتين السابقتين اللتين حققتا نجاحًا كبيرًا في إعادة العينات إلى الكويكبات من قبل اليابان، “فإن هذه خطوة تالية رائعة لجاكسا لإظهار براعتها في تنفيذ مثل هذه المهام العلمية الكوكبية”.