هل يمكن أن تمتلك الأقمار أقماراً خاصة بها؟

من الناحية النظرية، نعم، يمكن أن تمتلك الأقمار أقماراً أخرى في مدارها. تسمى المنطقة من الفضاء التي يمكن أن يوجد فيها القمر التابع “مجال هيل أو نطاق هيل” وعند خروج قمر ما من هذا المجال سوف يخرج عن مداره ويضيع في الفضاء.

لنأخذ على سبيل المثال نظام الشمس والأرض والقمر. فالأرض تدور حول الشمس والقمر يدور حول الأرض. يدور القمر حول الأرض على بعد 370،000 كم عن الأرض حيث يقع داخل مجال هيل للأرض والذي يساوي نصف قطره 1.5 مليون كيلومتر ويعرف مجال هيل بالفضاء حول الأرض حيث تكون الجاذبية الأرضية أكبر من جاذبية الشمس على الجسم الموجود في ذلك المجال. فإذا خرج القمر من مجال هيل للأرض فإنه سيدور حول الشمس بدلا من الأرض، تماما مثل جميع الكواكب الأخرى والكويكبات والمذنبات. وللمقارنة، نصف قطر مجال هيل لكوكب المشتري يساوي 0.35 وحدة فلكية (المسافة بين الشمس والأرض وتقدر بـ 150 مليون كيلو متر) وهو أكبر بكثير من مجال هيل للأرض. لكن لأنّ كوكب المشتري أبعد من الأرض بالنسبة للشمس فتكون جاذبية الشمس للمشتري أضعف مما هي عليه في الأرض. فوجود مجال هيل كبير إلى هذه الدرجة حوله يفسر لنا امتلاكه على عدد أكبر من الأقمار التي تدور حوله ويفسر أيضاً قدرته الكبيرة على التأثير بالمذنبات التي تمر به.

■ إذاً هل يمكن أن يمتلك القمر قمرًا تابع له؟
نعم. فإن القمر يمتلك مجال هيل يقدر نصف قطره بـ 60000 كيلو متر (سدس المسافة بين القمر والأرض) حيث يمكن أن يوجد قمر تابع له، وإذا حصل وخرج هذا القمر التابع من مجال هيل للقمر فإنه سوف يدور حول الأرض بدلاً من القمر والمشكلة هنا أنه لا يمكن لأي قمر تابع أن يبقى ضمن مجال هيل للقمر إلى ما لا نهاية وذلك بسبب قوى المد والجذر.

فالقمر في حالة دوران متزامن حول الأرض مما يعني أنه يظهر الوجه نفسه إلى الأرض في جميع الأوقات (زمن دورانه حول محوره الخاص هو نفس زمن دورانه حول الأرض)، والذي هو نتيجة لقوى المد والجزر ما بين الأرض والقمر وهذه هي القوى نفسها التي تسبب المد والجزر على الأرض. وبهذا الشكل، فإن أي كائن ضمن مجال هيل القمر لن يحافظ على مداره بسبب المد والجزر! وهذا يعني إن مدار أي قمر نابع سيتقلص مع مرور الوقت. وبعبارة أخرى، فإن المسافة بين القمر التابع والقمر ستتضاءل حتى يتحطم القمر التابع على القمر أو أن قوى المد والجزر القمرية ستمزق القمر التابع!

■ كيف يوجد القمر إذا كان هو بحد ذاته قمرا تابعاً؟
السبب هو أن ما ذكرناه سابقاً لا ينطبق هذا على نظام الشمس والأرض والقمر هو أن الأرض نفسها لا تدور بشكل متزامن (ولا أي من الكواكب) حول الشمس كما يدور القمر والأقمار التابعة الأخرى حول الكواكب. وهذا ما يسمح للقمر بأن يمتلك مداراً مستقراً حول الأرض.

■ ماذا عن الأقمار الاصطناعية التي تدور حول القمر؟ كيف يتسنى لها البقاء في مدارها؟
تدور الأقمار الاصطناعية حول القمر فقط لبضع سنوات وهي فترة قصيرة جدا بالمقاييس الفلكية حيث يمكن للأقمار الصناعية البقاء في مدارها حول القمر أو أي قمر آخر رغم تأثير المد والجزر الذي يتطلب آلاف أو ملايين السنين كي تؤثر على مدار هذه الاقمار. لذلك يمكننا وضع قمر اصطناعي في مدار ثابت حول القمر لبضع سنوات باستخدام الدوافع الصاروخية لمركبات الفضاء لتصحيح أي تغييرات في مداره.