بعد سلسلة من الإخفاقات الدراماتيكية، أجرى صاروخ ستارشيب الضخم من سبيس إكس اختبارًا ناجحًا تمامًا في 13 أكتوبر 2025. وهناك رحلتان تجريبيتان أخريان، وتخطط سبيس إكس لإطلاقه في المدار.
وبعد شهر، أطلقت شركة صواريخ منافسة، بلو أوريجين، صاروخها نيو جلين الذي يبلغ حجمه تقريبًا نفس المسافة إلى المدار وأرسلت مركبة فضائية في طريقها إلى المريخ.
في حين أن هذه الرحلات الجوية الناجحة هي أخبار مثيرة للبعثات المستقبلية إلى القمر وكذلك الكواكب الأخرى، فقد جادلت لعدة سنوات أن هذه الصواريخ فائقة الثقل يمكنها أيضًا تعزيز الأبحاث في تخصصي، علم الفلك – دراسة النجوم والمجرات خارج نظامنا الشمسي – إلى آفاق جديدة.
أخذ وجهة نظر واسعة
لماذا أقول ذلك؟ علم الفلك يحتاج إلى الفضاء. يتيح الوصول إلى ما فوق الغلاف الجوي للتلسكوبات اكتشاف قدر أكبر بكثير من الطيف الكهرومغناطيسي مقارنة بالضوء المرئي وحده. عند هذه الارتفاعات، يمكن للتلسكوبات اكتشاف الضوء بأطوال موجية أطول وأقصر بكثير، والتي يحجبها الغلاف الجوي للأرض.
للحصول على فكرة عن كيفية إثراء علم الفلك، تخيل أنك تستمع إلى شخص ما يعزف على البيانو، ولكن بأوكتاف واحد فقط. ستبدو الموسيقى أكثر ثراءً إذا استخدموا لوحة المفاتيح الكاملة.
ومن خلال رؤية الطيف الأوسع، يمكن لعلماء الفلك رؤية الأجسام في السماء الأكثر برودة بكثير من النجوم، ولكن أيضًا الأجسام الأكثر سخونة بكثير.
كم أكثر برودة وأكثر سخونة؟ إن النجوم الأكثر سخونة التي يمكنك رؤيتها في الضوء المرئي هي أكثر سخونة بحوالي 10 مرات من أبردها. مع كامل طيف الأشعة تحت الحمراء إلى الأشعة السينية، يمكن أن تكون درجات الحرارة التي تظهر في الأفق أبرد بـ 1000 مرة أو أكثر سخونة بـ 1000 مرة من النجوم العادية.
لقد تمكن العلماء منذ ما يقرب من 50 عامًا من الوصول إلى طيف الضوء الكامل باستخدام مجموعات من التلسكوبات المتزايدة القوة. ومن المؤسف أن هذا الوصول قد جاء بتكلفة متزايدة باستمرار. وأحدث التلسكوب هو تلسكوب جيمس ويب الفضائي المذهل، والذي تبلغ تكلفته حوالي 10 مليارات دولار أمريكي ويكتشف جزءًا من طيف الأشعة تحت الحمراء. وبهذا السعر الباهظ، لا تستطيع وكالة ناسا أن تضاهي ويب عبر الطيف من خلال بناء أشقائها الكاملين للأشعة تحت الحمراء والأشعة السينية.
سيتعين علينا الانتظار لفترة طويلة حتى لواحد آخر. الموعد المقدر لإطلاق “المرصد الكبير” القادم هو عام 2045 البعيد وربما بعد ذلك. سوف يتقلص نطاق الملاحظات التي يمكن أن يعزفها علماء الفلك، جنبًا إلى جنب مع رؤيتنا للكون.
الهروب من الفخ بالمركبات الثقيلة
هذه الصواريخ الجديدة تعطينا فرصة للهروب من هذا الفخ. وبنفس التكلفة، يمكنهم إرسال كتلة أكبر بنحو 10 أضعاف إلى المدار، ولديهم أجسام عرضها ضعف حجم الصواريخ التي كانت مستخدمة منذ عقود.
الكتلة مهمة لأن التلسكوبات تحتوي على مرايا ثقيلة، وكلما كانت المرآة أكبر، كان عملها أفضل. على سبيل المثال، كان بناء مرآة ويب الكبيرة يعني إيجاد طريقة لصنع مرآة رائعة أخف وزنًا بمقدار 10 مرات لكل متر مربع من مرآة هابل خفيفة الوزن بالفعل. لقد وجد المهندسون حلاً رائعًا من الناحية الفنية ولكنه مكلف من الناحية المالية.
وبالمثل، فإن حجم جسم الصاروخ مهم لأنه لكي تتناسب مرآة ويب التي يبلغ قطرها 21 قدمًا (6.5 مترًا) مع الجسم الذي يبلغ قطره 13 قدمًا (4 أمتار) من رحلته، وهو صاروخ آريان V، كان عليه أن يُطوى مثل الأوريجامي عند إطلاقه. عادةً، تحاول المهمات الفضائية تجنب أي أجزاء متحركة، لكن بالنسبة إلى ويب، لم يكن أمامهم أي خيار.
مرة أخرى، كانت النتيجة بمثابة انتصار تقني، لكن التعقيد أدخل أكثر من 300 مكان حيث كان من الممكن أن يؤدي خطأ واحد إلى إنهاء المهمة. كان من المفترض أن يكون احتمال فشل كل موقع من المواقع التي يزيد عددها عن 300 موقع أقل بمقدار 300 مرة مما لو كان هناك موقع واحد فقط، مما أدى إلى زيادة متطلبات التصميم والتصنيع والاختبار – وتضخيم التكلفة.
تعني صواريخ ستارشيب ونيو جلين الأكبر والأوسع أن بناء تلسكوب فضائي يشبه ويب اليوم يمكن أن يتم دون أي من الطيات والفتحات الشبيهة بالأوريغامي، مع ما يصاحبها من مخاطر، وبالتالي يكون أرخص بكثير.
أفكار جديدة
يتم اغتنام هذه الفرصة من قبل ثلاثة فرق على الأقل. أولاً، سيستفيد التلسكوب المقترح للأشعة تحت الحمراء العميقة المسمى Origins من الرفع فائق الثقل. يدرس العلماء في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا نسخة أصغر محتملة تسمى بريما.
ثانيًا، من المرجح أن يستخدم تلسكوب الأشعة السينية الذي يمكنه التقاط صور حادة مثل ويب – مع حساسية مماثلة – مرايا أكثر سمكًا وأثقل مما كان متصورًا قبل بضع سنوات فقط.
وثالثًا، تقترح دراسة نُشرت في عام 2025 إنشاء تلسكوب راديوي منخفض التردد جدًا، GO-LoW، والذي يستفيد أيضًا من استخدام المزيد من الكتلة. سيتم تصنيع GO-LoW من 100000 تلسكوب صغير، وبالتالي فإن توفير الإنتاج الضخم سيبدأ أيضًا.
ستكون جميع هذه التلسكوبات الثلاثة أكثر حساسية بسهولة 100 مرة من سابقاتها، وعلى الأقل قابلة للمقارنة مع ويب في نطاقاتها الطيفية الخاصة.
وسيكون من المثالي أن يتمكن المهندسون من خفض تكلفة هذه التلسكوبات إلى نصف تكلفة مرصد كبير مثل ويب. وبعد ذلك، وبنفس السعر، تستطيع وكالة ناسا إطلاق مرصدين عظيمين جديدين بدلاً من الاستسلام لبناء واحد. إذا تمكنت من خفض التكلفة إلى الثلث، فمن المحتمل أن تتمكن من الطيران بمجموعة كاملة تغطي الطيف.
تحديات كبيرة، ومكافآت كبيرة
وبطبيعة الحال، يمكن أن يحدث الكثير من الأخطاء. لسبب واحد، قد لا تؤدي هذه الصواريخ الأداء المعلن عنه، سواء من حيث القدرة أو التكلفة. ومع ذلك، فإن الاستثمار في عدد قليل من الدراسات الأولية لن يكلف الكثير، ومن المرجح أن يكون له عائد كبير.
ومن ناحية أخرى، مثل الشاعر جوته وهو على فراش الموت، سنكون نحن علماء الفلك نطالب دائما بالمزيد من الضوء. ولكن إذا طالبنا بتلسكوبات أكبر وأكثر تعقيدًا من المراصد العظيمة الرائعة بالفعل التي أوصى بها المسح الفلكي لعام 2020 للأكاديميات الوطنية، فسوف نعيد جميع المشكلات المكلفة التي واجهها مصممو ويب.
تواجه وكالات الفضاء التحدي المتمثل في إبقاء رغبات علماء الفلك التي لا نهاية لها تحت رقابة صارمة – فالبناء وفقًا للتكلفة يجب أن يأتي أولاً.
ولكن إذا تمكنت الوكالات من منع طموحات علماء الفلك من أن تصبح فلكية للغاية، مع الاستفادة الكاملة من مساحة التصميم الجديدة التي تفتحها الصواريخ فائقة الثقل، فإن فهمنا للكون يمكن أن يتقدم إلى ما هو أبعد من الخيال في غضون عقد من الزمن فقط أو نحو ذلك.
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: مارتن إلفيس، مؤسسة سميثسونيان
اقرأ المزيد:
لا يعمل مارتن إلفيس لدى أي شركة أو مؤسسة أو يستشيرها أو يمتلك أسهمًا فيها أو يتلقى تمويلًا منها قد تستفيد من هذه المقالة، ولم يكشف عن أي انتماءات ذات صلة بعد تعيينه الأكاديمي.