تويت
ستصلُ مركبة ناسا الفضائيّة جونو (Juno) إلى كوكب المشتري (Jupiter) في الرابع من يوليو الواقع يوم الإثنين، بعد رحلة دامت خمسَ سنوات في أعماق الفضاء. وسيهتمّ المسبار بدراسة بنية وتطوّريّة أكبر كواكب مجموعتنا الشّمسيّة، كما وسيُجري أيضًا دراسات ستستمرّ أكثر من سنة على الرغم من بيئة المشتري الإشعاعية الشّديدة.
ويشير سكوت بولتون Scott Bolton، الباحث الرئيسيّ لبعثة جونو من معهد الأبحاث الجنوبيّ الغربيّ Southwest Research Institute في سان أنطونيو، إلى أنّ المشتري يعتبر واحدًا من الكواكب النّشطة في نظامنا الشّمسيّ، فكلّ شيء يخصّه يعتبر خارقًا.
أما عن أهداف البعثة، فيُذكر أنها متعددة وهامّة، ويأتي في مقدّمتها معرفة مقدار الماء الذي يحويه المشتري، مما سيتيح أيضًا معرفة كمية المياه التي وجدت في بدايات نظامنا الشّمسيّ.
هذا ويتمنّى العلماء أيضًا أن يتمكّن جونو من رسم خريطة دقيقة للتّصميم الداخليّ لكوكب المشتري، وذلك لتحديد إذا ما كان هذا الكوكب حاويًا على نواة صخرية أم لا. غيرَ أنّ هذه المعلومات سوف تساعد العلماء للتعرّف أكثر على عمليّة تشكيل الكواكب بشكلٍ عامّ، كما وستلقي الضوء على كنه العوالم المُتناثرة على طول مجرّة درب اللبانة.
وينوّه بولتون مجدّدًا إلى أهميّة وصول جونو إلى كوكب المشتري قائلًا: ” إنّه تحدّ كبير، ومع ذلك علينا أن نهتمّ بهذه التحديات إذا ما أردنا التّعرف على أنفسنا واستكشاف كيفيّة تناغمنا مع الطبيعة”.
وسنشير الآن إلى سبعة أمور ينبغي معرفتها عن مهمّة جونو:
1. ستؤثّر إشعاعات المشتري سلبًا على جونو:
من المُقرّر أن تدور جونو لمدة عشرين شهرًا حول المشتري. ويحتمل أنّ المركبة الفضائيّة لن تقوى على البقاء مدّة أكثر من ذلك؛ بسبب البيئة الإشعاعيّة الشّديدة الّتي يزخر بها المُشتري. فعلى سبيل المثال، يفوق المجال المغناطيسيّ (Magnetic field) لكوكب المشتري المجال الخاصّ لكوكب الأرض بحوالي 20.000 مرّة، وبالتالي ينبغي على جونو أن تتحمّل هذه التّأثيرات الشّديدة والنّاتجة عن جسيمات مشحونة عديدة ذات سرعة فائقة.
ولا يعني هذا أبدًا أن ناسا لا تبذل جهدها كي تحافظ على سلامة المسبار. ففي ظاهرة هي الأولى من نوعها، نجد أنّ جونو تمتلك قبوًا يحمي الإلكترونيّات من إشعاعات الكوكب. ويأخذ هذا القبو شكلًا مكعّبًا بحجم صندوق سيّارات الدّفع الرّباعيّ، صنع من معدن التيتانيوم بسُمك 0.3 بوصة (0.8 سم). وفي داخل أثمنِ أجزاء جونو (أي القبو)، يتوضّع دماغُها (مركز القيادة ومُعالجة البيانات)، وحدة الطاقة وتوزيعها مع عشرين مكوّن إلكترونيّ رئيسيّ، وذلك وفقًا للمنشورات الصّحفيّة الخاصّة بناسا. ونظرًا لاحتواء القبو على كافّة هذه الأدوات، تصل كتلته إلى 500 رطل (200 كغ).
2. تمتلك جونو قرصًا صلبًا بمساحة قُرص حاسبك المحمول:
لدى الحاسوب الأساسيّ لمركبة جونو ذاكرة تُقارب مساحة الذاكرة لدى حاسوب محمول ومزوّد بقرص صلب. هذا ويمتاز الحاسوب الأساسيّ بذاكرة سريعة Flash Memory حوالي 256 ميغابايت، وذلك للحفاظ على البيانات حتّى في حالات انقطاع التّيّار الكهربائيّ، مع 128 ميغابايت من ذاكرة الوصول العشوائيّ الدّيناميكيّة (DRAM). وتعتبر هذه الأخيرة مُفيدة في الحالات الّتي تتطلّب تكلفة مُنخفضة وقدرة عالية في الوقت نفسه.
والسّؤال هنا: لِمَ لمْ تُعطَ جونو قدْرًا أكبر من الذّاكرة؟
لأنّها تستخدم حاسوبًا يحتوي على لوحة داراتٍ مطبوعة وحيدة (Printed circuit board)، أو ما يُعرف أيضًا بـ(RAD750 Single-board computer) والمصنوعة من قبل BAE Systems، وهي حواسيب مصمّمة للبيئات ذات الإشعاعات العالية. هذا وقد استخدمت هذه التقنيّة عدة مرّات سابقًا، نذكر منها بعثات ناسا السّابقة لمسبار فان آلن Van Allen، والذي يعبر أحزمة الأرض الإشعاعيّة، ومركبة مارس ريكونيسانس Mars Reconnaissance ، وعربة كيوريوسيتي الجوالة لاستكشاف سطح المرّيخ Mars rover Curiosity.
3. جونو هي أبعد مركبة فضائيّة تعمل بالطّاقة الشّمسيّة
لقد غاصت جونو عميقًا بالفضاء أبعد من أيّ مسبار آخر يعمل بالطّاقة الشّمسيّة، وقد سجّلت هذا الرّقم في يناير، عندما كانت تبعدُ عن الشّمس مسافة 493 ميلًا (793 كم)، متفوّقة على المسافةِ الّتي سجّلتها مركبة وكالة الفضاء الأوروبّية (Rosetta) أثناء الرّحلة الأخيرة إلى المذنّب (67p/Churyumov-Gerasimenko).
مُعظم المركبات الّتي تجازف بالابتعادِ كثيرًا عن الشّمس، تحتاج لاستخدام الطّاقة النّوويّة كي تتابع التّقدّم، إلا أنَّ جونو تتميّز بقدرتها على توليدِ طاقة كافية؛ وذلك بفضل ألواحِها الشّمسيّة الثّلاثة الضّخمة، حيث يصل طول كلّ لوح منها إلى ثلاثين قدَمًا (تسعة أمتار)، ويشير أعضاء الفريق إلى أن هذه الألواح ستولّد 500 واطٍ من الطّاقة في المشتري.
4. ستدورُ جونو خلال أدائها لمهمّتها العلميّة:
على مركبة جونو أن تدور باستمرار كي تبقى مستقرّة، وقد استعارت ناسا هذه الاستراتيجيّة من التصاميم الخاصّة بمسابيرها القديمة. يُذكر أن مركبتي بيونير Pioneer( أحدهما 10 والأخرى 11) قد أبْحَرتا بالقرب من المُشتري عام 1973، ولا تزال هاتان المركبتان مسافرتين عبر الفضاء، وإن كان سفرهما قد تمّ بشكل صامت، حيث فقدت ناسا اتصالها مع بيونير 10 (Pioneer) في عام 2003، أمّا بيونير 11 فَفقدته في عام 1995.
لقد اختلفَ معدّل دوران جونو قليلًا منذ انطلاقها، حيث تدور جونو خمس دوراتٍ في الدّقيقة (RPM) حينما يشتعل محرّكها الأساسيّ، كما وينخفض المُعدّل إلى دورةٍ واحدة في الدّقيقة خلال دورانها. بينما سيكون مُعدّل دوران جونو في الدّقيقة الواحدة حوالي دورتين أثناء تنفيذ المهمّات العلميّة. وعلى هذا المعدّل، سيتغيّر مجال رؤية جونو عبر المُشتري 400 مرّة أثناء رحلةٍ واحدة فقط ومن القطب إلى القطب. كما أنّ جونو لا تستخدم منصّة ماسحة لتوجيه معدّاتها، نظرًا لتمتّعها بتصميم مغزليّ الشّكل كما أنّ معداتها لا تستلزم توجيهًا مختلف الاتجاهات في آن معًا.
5. ستمضي جونو ثلاثة أشهرٍ حتى تصل إلى مدارها النهائيّ:
بعد اختراق جونو لمدار كوكب المشتري، ستُمضي 107 أيّام فيما يُدعى “مدار الالتقاط” (Capture orbit)، هذا وقد اعتمد العلماء هذا الطّريق الطّويل بدلًا من اختراق المركبة بشكل مباشر لمدار المشتري، نظرًا لأن الطريق المباشر سيتطلّب وقودًا كثيرًا.
فمدار الالتقاط لا يحفظ الوقود فقط، بل يتيح للعلماء فرصة مناسبة كي يفحصوا أدواتهم ويباشروا أسلوب الملاحظة والمراقبة من بعيد. ووفقًا لناسا، سيبدأ الفريق باستخدامِ كافّة الأدوات لرصدِ البيانات بعد 50 ساعةً تقريبًا من دخول جونو إلى مدار المُشتري.
6. لدى جونو مدارٌ نهائيٌ ليسَ عاديًّا:
إنّ أفضل طريقة لرسم خريطة أيّ عالم هي أن تجعلَ المركبة الفضائيّة تدور مرارًا وتكرارًا فوق القطبين، وعندها سيدور العالمُ بأكمله أسفل المِسبار، سانحًا له بتخطيط كلّ جزء من السّطح. أمّا بالنسبة لكوكب المشتري، فستواجهنا مشكلة بسبب مستويات الإشعاعات العالية عند الاقتراب من الكوكب، والتي تحمل ضررًا محتملًا للمركبة الفضائيّة.
وكوسيلة لتقليل مضارّ التّعرّض لهذا الإشعاع، ستدور جونو في مدار مُطوَّل جدًّا، وعند الطرف الجنوبيّ من هذا المدار، ستكون جونو في أقرب نقطة لها من المشتري: أي حوالي 3.100 ميل(5.000 كم) فقط. وحينما ستغادر المركبة منطقة القطب الجنوبيّ، ستُحلّق بعيدًا إلى ما وراء قمر كاليستو والّذي يقعُ على بُعدِ 1.9 مليون كم (1.2 ميلون ميل). غيرَ أنَّ هذا المدار الإهليليجيّ سيُبقي ألواح جونو الشّمسيّة معرّضة لأشعة الشمس.
7. ستقضي جونو نحبها بطريقة دراميّة:
لقد أدرك العُلماء خلال العقود القليلة الماضية أنّ الحياة شديدة وقاسية بشكلٍ لا يُصدّق. فنجد أنّ مايكروبات الأرض تنمو في الينابيع الحارقة، وفي أعماق البحار وقيعان المحيطات، حتّى أنّ بعضها يواصل الحياة في بيئة الفضاء القاسية، وعليه فيمكن لبعض الكائنات الحيّة أن تبقى حيّة على متن مركبة جونو.
وبما أنّ العلماء ومسؤولي ناسا لا يرغبون بإعطاء فرصة لهذه الأحياء الدقيقة كي تلوّث القمر يوروبا Europa، التابع للمشتري والحاوي على محيطات أو غيره من الأقمار الجوفيانيّة الأخرى كجانيميد Ganymede أو كاليستو Callisto، فستنفّذ جونو مناورة كي تدمّر هذه الكائنات في جو المشتري بشكل متعمّد. وتجدر الإشارة إلى أنّ البعثة ستنتهي في فبراير من عام 2018، كما أنّها قابلة للتمديد قليلًا.
ويشير سكوت بولتون Scott Bolton، الباحث الرئيسيّ لبعثة جونو من معهد الأبحاث الجنوبيّ الغربيّ Southwest Research Institute في سان أنطونيو، إلى أنّ المشتري يعتبر واحدًا من الكواكب النّشطة في نظامنا الشّمسيّ، فكلّ شيء يخصّه يعتبر خارقًا.
أما عن أهداف البعثة، فيُذكر أنها متعددة وهامّة، ويأتي في مقدّمتها معرفة مقدار الماء الذي يحويه المشتري، مما سيتيح أيضًا معرفة كمية المياه التي وجدت في بدايات نظامنا الشّمسيّ.
هذا ويتمنّى العلماء أيضًا أن يتمكّن جونو من رسم خريطة دقيقة للتّصميم الداخليّ لكوكب المشتري، وذلك لتحديد إذا ما كان هذا الكوكب حاويًا على نواة صخرية أم لا. غيرَ أنّ هذه المعلومات سوف تساعد العلماء للتعرّف أكثر على عمليّة تشكيل الكواكب بشكلٍ عامّ، كما وستلقي الضوء على كنه العوالم المُتناثرة على طول مجرّة درب اللبانة.
وينوّه بولتون مجدّدًا إلى أهميّة وصول جونو إلى كوكب المشتري قائلًا: ” إنّه تحدّ كبير، ومع ذلك علينا أن نهتمّ بهذه التحديات إذا ما أردنا التّعرف على أنفسنا واستكشاف كيفيّة تناغمنا مع الطبيعة”.
وسنشير الآن إلى سبعة أمور ينبغي معرفتها عن مهمّة جونو:
1. ستؤثّر إشعاعات المشتري سلبًا على جونو:
من المُقرّر أن تدور جونو لمدة عشرين شهرًا حول المشتري. ويحتمل أنّ المركبة الفضائيّة لن تقوى على البقاء مدّة أكثر من ذلك؛ بسبب البيئة الإشعاعيّة الشّديدة الّتي يزخر بها المُشتري. فعلى سبيل المثال، يفوق المجال المغناطيسيّ (Magnetic field) لكوكب المشتري المجال الخاصّ لكوكب الأرض بحوالي 20.000 مرّة، وبالتالي ينبغي على جونو أن تتحمّل هذه التّأثيرات الشّديدة والنّاتجة عن جسيمات مشحونة عديدة ذات سرعة فائقة.
ولا يعني هذا أبدًا أن ناسا لا تبذل جهدها كي تحافظ على سلامة المسبار. ففي ظاهرة هي الأولى من نوعها، نجد أنّ جونو تمتلك قبوًا يحمي الإلكترونيّات من إشعاعات الكوكب. ويأخذ هذا القبو شكلًا مكعّبًا بحجم صندوق سيّارات الدّفع الرّباعيّ، صنع من معدن التيتانيوم بسُمك 0.3 بوصة (0.8 سم). وفي داخل أثمنِ أجزاء جونو (أي القبو)، يتوضّع دماغُها (مركز القيادة ومُعالجة البيانات)، وحدة الطاقة وتوزيعها مع عشرين مكوّن إلكترونيّ رئيسيّ، وذلك وفقًا للمنشورات الصّحفيّة الخاصّة بناسا. ونظرًا لاحتواء القبو على كافّة هذه الأدوات، تصل كتلته إلى 500 رطل (200 كغ).
2. تمتلك جونو قرصًا صلبًا بمساحة قُرص حاسبك المحمول:
لدى الحاسوب الأساسيّ لمركبة جونو ذاكرة تُقارب مساحة الذاكرة لدى حاسوب محمول ومزوّد بقرص صلب. هذا ويمتاز الحاسوب الأساسيّ بذاكرة سريعة Flash Memory حوالي 256 ميغابايت، وذلك للحفاظ على البيانات حتّى في حالات انقطاع التّيّار الكهربائيّ، مع 128 ميغابايت من ذاكرة الوصول العشوائيّ الدّيناميكيّة (DRAM). وتعتبر هذه الأخيرة مُفيدة في الحالات الّتي تتطلّب تكلفة مُنخفضة وقدرة عالية في الوقت نفسه.
والسّؤال هنا: لِمَ لمْ تُعطَ جونو قدْرًا أكبر من الذّاكرة؟
لأنّها تستخدم حاسوبًا يحتوي على لوحة داراتٍ مطبوعة وحيدة (Printed circuit board)، أو ما يُعرف أيضًا بـ(RAD750 Single-board computer) والمصنوعة من قبل BAE Systems، وهي حواسيب مصمّمة للبيئات ذات الإشعاعات العالية. هذا وقد استخدمت هذه التقنيّة عدة مرّات سابقًا، نذكر منها بعثات ناسا السّابقة لمسبار فان آلن Van Allen، والذي يعبر أحزمة الأرض الإشعاعيّة، ومركبة مارس ريكونيسانس Mars Reconnaissance ، وعربة كيوريوسيتي الجوالة لاستكشاف سطح المرّيخ Mars rover Curiosity.
3. جونو هي أبعد مركبة فضائيّة تعمل بالطّاقة الشّمسيّة
لقد غاصت جونو عميقًا بالفضاء أبعد من أيّ مسبار آخر يعمل بالطّاقة الشّمسيّة، وقد سجّلت هذا الرّقم في يناير، عندما كانت تبعدُ عن الشّمس مسافة 493 ميلًا (793 كم)، متفوّقة على المسافةِ الّتي سجّلتها مركبة وكالة الفضاء الأوروبّية (Rosetta) أثناء الرّحلة الأخيرة إلى المذنّب (67p/Churyumov-Gerasimenko).
مُعظم المركبات الّتي تجازف بالابتعادِ كثيرًا عن الشّمس، تحتاج لاستخدام الطّاقة النّوويّة كي تتابع التّقدّم، إلا أنَّ جونو تتميّز بقدرتها على توليدِ طاقة كافية؛ وذلك بفضل ألواحِها الشّمسيّة الثّلاثة الضّخمة، حيث يصل طول كلّ لوح منها إلى ثلاثين قدَمًا (تسعة أمتار)، ويشير أعضاء الفريق إلى أن هذه الألواح ستولّد 500 واطٍ من الطّاقة في المشتري.
4. ستدورُ جونو خلال أدائها لمهمّتها العلميّة:
على مركبة جونو أن تدور باستمرار كي تبقى مستقرّة، وقد استعارت ناسا هذه الاستراتيجيّة من التصاميم الخاصّة بمسابيرها القديمة. يُذكر أن مركبتي بيونير Pioneer( أحدهما 10 والأخرى 11) قد أبْحَرتا بالقرب من المُشتري عام 1973، ولا تزال هاتان المركبتان مسافرتين عبر الفضاء، وإن كان سفرهما قد تمّ بشكل صامت، حيث فقدت ناسا اتصالها مع بيونير 10 (Pioneer) في عام 2003، أمّا بيونير 11 فَفقدته في عام 1995.
لقد اختلفَ معدّل دوران جونو قليلًا منذ انطلاقها، حيث تدور جونو خمس دوراتٍ في الدّقيقة (RPM) حينما يشتعل محرّكها الأساسيّ، كما وينخفض المُعدّل إلى دورةٍ واحدة في الدّقيقة خلال دورانها. بينما سيكون مُعدّل دوران جونو في الدّقيقة الواحدة حوالي دورتين أثناء تنفيذ المهمّات العلميّة. وعلى هذا المعدّل، سيتغيّر مجال رؤية جونو عبر المُشتري 400 مرّة أثناء رحلةٍ واحدة فقط ومن القطب إلى القطب. كما أنّ جونو لا تستخدم منصّة ماسحة لتوجيه معدّاتها، نظرًا لتمتّعها بتصميم مغزليّ الشّكل كما أنّ معداتها لا تستلزم توجيهًا مختلف الاتجاهات في آن معًا.
5. ستمضي جونو ثلاثة أشهرٍ حتى تصل إلى مدارها النهائيّ:
بعد اختراق جونو لمدار كوكب المشتري، ستُمضي 107 أيّام فيما يُدعى “مدار الالتقاط” (Capture orbit)، هذا وقد اعتمد العلماء هذا الطّريق الطّويل بدلًا من اختراق المركبة بشكل مباشر لمدار المشتري، نظرًا لأن الطريق المباشر سيتطلّب وقودًا كثيرًا.
فمدار الالتقاط لا يحفظ الوقود فقط، بل يتيح للعلماء فرصة مناسبة كي يفحصوا أدواتهم ويباشروا أسلوب الملاحظة والمراقبة من بعيد. ووفقًا لناسا، سيبدأ الفريق باستخدامِ كافّة الأدوات لرصدِ البيانات بعد 50 ساعةً تقريبًا من دخول جونو إلى مدار المُشتري.
6. لدى جونو مدارٌ نهائيٌ ليسَ عاديًّا:
إنّ أفضل طريقة لرسم خريطة أيّ عالم هي أن تجعلَ المركبة الفضائيّة تدور مرارًا وتكرارًا فوق القطبين، وعندها سيدور العالمُ بأكمله أسفل المِسبار، سانحًا له بتخطيط كلّ جزء من السّطح. أمّا بالنسبة لكوكب المشتري، فستواجهنا مشكلة بسبب مستويات الإشعاعات العالية عند الاقتراب من الكوكب، والتي تحمل ضررًا محتملًا للمركبة الفضائيّة.
وكوسيلة لتقليل مضارّ التّعرّض لهذا الإشعاع، ستدور جونو في مدار مُطوَّل جدًّا، وعند الطرف الجنوبيّ من هذا المدار، ستكون جونو في أقرب نقطة لها من المشتري: أي حوالي 3.100 ميل(5.000 كم) فقط. وحينما ستغادر المركبة منطقة القطب الجنوبيّ، ستُحلّق بعيدًا إلى ما وراء قمر كاليستو والّذي يقعُ على بُعدِ 1.9 مليون كم (1.2 ميلون ميل). غيرَ أنَّ هذا المدار الإهليليجيّ سيُبقي ألواح جونو الشّمسيّة معرّضة لأشعة الشمس.
7. ستقضي جونو نحبها بطريقة دراميّة:
لقد أدرك العُلماء خلال العقود القليلة الماضية أنّ الحياة شديدة وقاسية بشكلٍ لا يُصدّق. فنجد أنّ مايكروبات الأرض تنمو في الينابيع الحارقة، وفي أعماق البحار وقيعان المحيطات، حتّى أنّ بعضها يواصل الحياة في بيئة الفضاء القاسية، وعليه فيمكن لبعض الكائنات الحيّة أن تبقى حيّة على متن مركبة جونو.
وبما أنّ العلماء ومسؤولي ناسا لا يرغبون بإعطاء فرصة لهذه الأحياء الدقيقة كي تلوّث القمر يوروبا Europa، التابع للمشتري والحاوي على محيطات أو غيره من الأقمار الجوفيانيّة الأخرى كجانيميد Ganymede أو كاليستو Callisto، فستنفّذ جونو مناورة كي تدمّر هذه الكائنات في جو المشتري بشكل متعمّد. وتجدر الإشارة إلى أنّ البعثة ستنتهي في فبراير من عام 2018، كما أنّها قابلة للتمديد قليلًا.