عندما تقوم بالشراء من خلال الروابط الموجودة في مقالاتنا، قد تحصل شركة Future وشركاؤها المشتركون على عمولة.
ربما يكون لدينا بالفعل بعض الأدوات التي نحتاجها للجيل القادم من استكشاف الفضاء. | الائتمان: ناسا
مع احتلال القمر والمريخ مركز الصدارة في رحلات الفضاء البشرية، يستفيد العلماء من البعثات الفضائية الحالية لوضع الأساس لوجود بشري مستدام خارج الكوكب.
من تحديد الموارد المائية على القمر إلى حماية أطقم العمل من الإشعاع الضار وإدارة الغبار الكاشط، وصف الباحثون كيف تعالج النتائج الجديدة من البعثات أثناء الخدمة التحديات العملية للاستكشاف في مؤتمر صحفي عُقد في 17 ديسمبر في اجتماع الاتحاد الجيوفيزيائي الأمريكي (AGU) في لويزيانا.
يأتي العمل العلمي الذي تم تسليط الضوء عليه في الإحاطة في الوقت الذي تستعد فيه وكالة ناسا لدفعة متجددة في مجال الاستكشاف البشري. في 18 ديسمبر، الرئيس دونالد ترامب وقع على أمر تنفيذي توجيه الوكالة بإعادة رواد الفضاء إلى القمر بحلول عام 2028 والبدء في بناء “العناصر الأولية” لقاعدة قمرية دائمة بحلول عام 2030، مع أدى اليمين حديثا مدير ناسا جاريد إسحاقمان يقود هذا الجهد.
وفي مؤتمر AGU، قال العلماء إنهم يساعدون في دعم هذه الطموحات من خلال تكييف الأدوات ومجموعات البيانات التي تم تطويرها في الأصل للأرض لدعم مهمات القمر والمريخ المستقبلية.
على سبيل المثال، ناقشت جينا ديبراتشيو، عالمة الفيزياء الشمسية والمديرة بالإنابة لقسم استكشاف النظام الشمسي في مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا في ميريلاند، أداة دعم القرار المصممة في البداية لتتبع الطقس الفضائي بالقرب من الأرض والتي تم توسيعها لتشمل البيانات من مهمات المريخ، مما يساعد رواد الفضاء على تقييم مخاطر الإشعاع في الوقت الحقيقي تقريبًا من سطح المريخ.
ال لوحة القيادة وقال ديبراتشيو إنه يدمج البيانات من بعثات المريخ المتعددة، بما في ذلك المركبة الفضائية MAVEN التابعة لناسا، والمركبتين الجوالتين Curiosity وPerseverance، مع التخطيط لمصادر بيانات إضافية. من المتوقع أن يكون المشروع عبارة عن شاشة عرض شاملة يمكن لرواد الفضاء الوصول إليها على جهاز لوحي، مما يسمح للأطقم بمراقبة أحداث الطقس الفضائي مثل التوهجات الشمسية وتحديد ما إذا كانت هناك حاجة إلى تدابير وقائية.
وقال ديبراتشيو: “إنها حقًا إحدى الخطوات الأولى للأدوات التي سيتمكن رواد الفضاء من استخدامها لفهم وتقييم الطقس الفضائي من سطح المريخ”.
وقال العلماء إن المهمات الأخرى طويلة الأمد إلى المريخ تنتج أيضًا مجموعات بيانات مهمة لفهم مخاطر الإشعاع.
سلطت شانون كاري، الباحثة الرئيسية لمركبة MAVEN في جامعة كاليفورنيا في بولدر، الضوء على المشروع المكتمل حديثًا كتالوج لأحداث الطقس الفضائي المريخي التي تم جمعها من بيانات المدار الصامت الآن والتي تمتد لدورة شمسية كاملة من عام 2014 حتى عام 2025. يسمح الكتالوج للعلماء بقياس مستويات الإشعاع في المدار – والتي يمكن لبعضها اختراق الغلاف الجوي الرقيق للمريخ والوصول إلى السطح – خلال فترات النشاط الشمسي المنخفض والعالي.
وقال كاري: “إن هذا يخبرنا حقًا، خلال دورة شمسية كاملة، بما يمكن أن نتوقع رؤيته، ومتى يمكننا أن نتوقع رؤيته”.
وشدد العلماء أيضًا على أهمية تحديد الموارد المائية على القمر، خاصة بالقرب من القطب الجنوبي للقمر، حيث تخطط وكالة ناسا لهبوط رواد فضاء في إطار برنامج أرتميس الخاص بها.
رواد الفضاء الأربعة الذين تم اختيارهم لمهمة أرتميس 2 إلى القمر. | حقوق الصورة: ناسا/أوبري جيمنياني
وقالت بيثاني إيلمان، مديرة مختبر فيزياء الغلاف الجوي والفضاء (LASP) في جامعة كولورادو بولدر، للصحفيين خلال المؤتمر الصحفي: “التحدي الآن هو أن مجموعات البيانات لا تتفق فعليًا على مكان وجود المياه بالضبط”.
وقالت: “نعلم على نطاق واسع أنه يقع في القطب الجنوبي، ونعلم على نطاق واسع أن هناك القليل من الحفر المثيرة للاهتمام”. “لكن الأمر أشبه بالقول: “توجد مياه في مدينة نيو أورليانز – في مكان ما”.”
مطياف التصوير الجديد ناسا اختارت في يوليو وقالت إن هذا يمكن أن يساعد في معالجة حالة عدم اليقين هذه. تم تصميم الأداة، التي يمكن استخدامها في مدار القمر، لتكون بمثابة “عيون محسنة“لرواد الفضاء والعلماء من خلال رسم خرائط للمياه والمعادن، وتحديد المواقع المزدحمة بالعلم لجمع العينات.
وكان التركيز الآخر للإحاطة الغبار القمري، تحديًا مستمرًا خلال عصر أبولو. تسببت الجسيمات الدقيقة الكاشطة في إتلاف بدلات الفضاء والمعدات، وعانى رائد الفضاء أبولو 17 هاريسون “جاك” شميت من أول حالة مسجلة لـ حمى القش خارج كوكب الأرض بعد التعرض لغبار القمر.
“أعتقد أن الغبار ربما يكون أحد أعظم مثبطاتنا لعملية اسمية على القمر،” قائد أبولو 17 جين سيرنان قال خلال استخلاص المعلومات بعد المهمة. “أعتقد أننا قادرون على التغلب على المشاكل الفسيولوجية أو الفيزيائية أو الميكانيكية الأخرى باستثناء الغبار.”
يتعامل العلماء الآن مع هذا التحدي من خلال أدوات ومهام جديدة.
أحدها، DUSTER – اختصار لـ Dust and Plasma Environment Surveyor – كان تم اختياره لمهمة Artemis IV التابعة لناسا. وسيقوم المشروع الذي يقوده شو وانغ من جامعة كولورادو بولدر، والذي تبلغ تكلفته 24.8 مليون دولار، بنشر مجموعة من الأدوات على متن مركبة فضائية لتسجيل ظروف الغبار والبلازما بالقرب من سطح القمر وتقييم كيفية استجابتها للنشاط البشري.
وقال وانغ إن هناك أداة أخرى يقوم الفريق بتطويرها وهي محلل الغبار الكهروستاتيكي المدمج (CEDA)، المصمم لقياس الخصائص الرئيسية للغبار القمري. تم تصميم الأداة للعمل إما على السطح أو على متن مركبة فضائية تدور حولها البقاء على قيد الحياة الهبوط الصعب بغض النظر عن التوجه.
وقال وانغ للصحفيين يوم الاربعاء “الغبار موجود في كل مكان على القمر.” “لا يمكنك الالتفاف حوله. عليك أن تتعامل معه وتتعايش معه.”
ويجري العمل أيضًا لفهم ما إذا كان المريخ المجالات المغناطيسية الموضعية يمكن أن يوفر لعلماء الفلك حماية طبيعية محدودة من الإشعاع. تشير النمذجة الأولية المستندة إلى الملاحظات المدارية إلى أن المجالات المغناطيسية القشرية المحصورة في صخور المريخ يمكن أن توفر حماية على مسافات بضعة أميال.
ولرسم خريطة لتلك المناطق بمزيد من التفصيل، تعمل الفرق على تصغير أجهزة قياس المغناطيسية التي يمكن تركيبها على المركبات الجوية، مثل الطائرات الصغيرة بدون طيار المشابهة للطائرات بدون طيار. مروحية Ingenuity المتقاعدة الآن التابعة لناسامما يتيح إجراء عمليات مسح سطحية بدقة أفضل بكثير مما هو ممكن من المدار، وفقًا لجاريد إسبلي، عالم الفضاء في ناسا جودارد والذي يشارك في البحث.
وقال العلماء إن هذا العمل يسلط الضوء على كيفية تشكيل المهام الروبوتية بشكل حاسم لمستقبل الاستكشاف البشري.
وقال إيلمان: “إنها في الحقيقة ليست مسألة استكشاف آلي أو استكشاف بشري”. “إنها “و” – إنها آلية و الاستكشاف البشري وكيف نفعل ذلك معًا بشكل أفضل.”