خاص – مروة البطة

خلال الساعات الأولى من ليلة عيد الميلاد هذا العام، وقبل أن يبدأ تغليف الهدايا وتضيء رائحة خبز الزنجبيل الهواء، من المقرر إطلاق مركبة فضائية إلى القمر.

يُطلق عليه اسم Peregrine Lunar Lander، وقد سُمي تيمنًا بأسرع طائر طيران على وجه الأرض . إذا سارت الأمور كما هو مخطط لها، فإن الطائر الآلي سوف يسافر عبر الفضاء ويطير في مد الجاذبية القمرية، ثم يخفض مداره بدقة حتى يهبط في النهاية على منطقة تدفقات الحمم القمرية القديمة المعروفة باسم خليج اللزوجة، أو Sinus Viscositatis.

ستكون هذه المهمة واحدة من كتب التاريخ لعدة أسباب، أحدها هو حقيقة أنها ستكون  الأولى التي يتم إطلاقها  في إطار مبادرة خدمات الحمولة القمرية التجارية (CLPS) التابعة لناسا، والتي تم إنشاؤها كوسيلة للوكالة لجلب الحمولات إلى  القمر . القمر  دون الحاجة إلى بناء جميع المركبات الفضائية اللازمة لجلب تلك الحمولات إلى هناك. في هذه الحالة، تكون شركة Astrobiotic هي التي تقف وراء مركبة الهبوط Peregrine وتدفع ناسا تكاليف إخفاء بعض الأشياء على متنها.

أما بالنسبة للصاروخ، فهناك شيء آخر يجب مناقشته أولاً. ستنطلق Peregrine في أول رحلة  لصاروخ Vulcan Centaur التابع لشركة United Launch Alliance . خليفة مركبات Atlas V وDelta IV التابعة للشركة، تم تصميم Vulcan Centaur، من بين أشياء أخرى، لحمل كمية كبيرة من الأشياء إلى الفضاء.

وخلال جلسة إحاطة يوم 29 نوفمبر، اجتمع ممثلون عن Astrobiotic وUnited Launch Alliance وبالطبع وكالة ناسا لمناقشة ما ستكون عليه بعض حمولات Peregrine بالإضافة إلى تحديد كيف من المتوقع أن تسير الأمور خلال اليوم. قبل عيد الميلاد.

هناك خمس  حمولات ترعاها وكالة ناسا  تتجه إلى سطح القمر خلال المهمة، وتعرف الأولى باسم “مقياس الكتلة لمصيدة الشاهين الأيونية” أو PITMS.

ستقوم PITMS بدراسة الغلاف الخارجي للقمر، وهو غلاف غازي رقيق حول القمر، من خلال الاستفادة من قياس الطيف الكتلي. يشير قياس الطيف الكتلي ببساطة إلى التقنية التي يستخدمها العلماء لقياس نسبة الكتلة إلى الشحنة للأيونات، وهي عبارة عن جسيمات مشحونة مثل ذرات الهيدروجين  التي  تحتوي على بروتون موجب، ولكن لا يوجد إلكترون سالب لموازنة البروتون.

وقال رايان واتكينز، عالم البرامج في مكتب استراتيجية وتكامل علوم الاستكشاف التابع لناسا: “إن النتائج العلمية من PITMS تهدف إلى تحسين معرفتنا بوفرة وسلوك المواد المتطايرة على القمر وكيفية استجابتها للاضطرابات مثل عادم الصواريخ”.

وأوضح واتكينز أن بيريجرين سيجلب أيضًا نظام مطياف النيوترونات، أو NSS، والذي سيقيس كمية النيوترونات القريبة من سطح القمر بالإضافة إلى الطاقات المرتبطة بها. ومن خلال الاستنتاج، سيساعد NSS العلماء على معرفة كمية الهيدروجين الموجودة في البيئة بالإضافة إلى مستويات ترطيب التربة.

إن مصفوفة العاكسات القمرية، أو LRA، التي سيتم إطلاقها على Peregrine في ديسمبر، عبارة عن جهاز يتكون من ثمانية “عاكسات رجعية”، والتي يقارنها واتكينز بالمرايا الصغيرة على هيكل دعم صغير من الألومنيوم: “ستمكن LRA من تحديد نطاق ليزر دقيق للمساعدة في تحديد “المسافة من أي مركبة فضائية تدور أو تهبط إلى LRA التي ستكون على مركبة الهبوط. لذا فإن LRA هي أداة بصرية سلبية، وستعمل كعلامة موقع دائمة على القمر لعقود قادمة.”

تشمل الأداتان الأخيرتان اللتان أرسلتهما ناسا مع المهمة نظام مطياف الأشعة تحت الحمراء القريبة من الأشعة تحت الحمراء، أو NIRVSS، ومطياف نقل الطاقة الخطي، أو LETS.

وقال واتكينز: “إن NIRVSS عبارة عن مجموعة من أجهزة الاستشعار التي تتضمن مقياس طيف الأشعة تحت الحمراء القريبة، ومقياس إشعاع حراري وجهاز تصوير عالي الدقة بسبعة ألوان”. “ستقوم هذه المستشعرات بمراقبة سطح القمر لتحديد تكوين السطح والمقياس الدقيق والشكل والبيئة الحرارية.”

بمعنى آخر، سيساعد NIRVSS الفريق على فهم كيفية انتشار تلك المواد المتطايرة المذكورة أعلاه عبر سطح القمر – بما في ذلك أي مواد متطايرة تنتجها مركبة الهبوط نفسها – ويكشف عن كيفية تأثير درجات حرارة السطح على المواد.

من ناحية أخرى، سوف يتألق مسبار LETS على سطح القمر، عندما تكون مركبة الهبوط لا تزال تتجول في مدار القمر. إنه جهاز رصد للإشعاع يمكنه قياس البيئة لمساعدة العلماء على معرفة أحداث الجسيمات الشمسية التي قد تحدث في منتصف الرحلة. وهذا مهم بشكل خاص لأنه إذا كان على البشر أن يسكنوا في المدار القمري لفترات طويلة كما تتخيل وكالة ناسا، أو حتى على سطح القمر، فسيكون من الضروري معرفة نوع الحماية التي سيحتاجون إلى ارتدائها لمنع التعرض للكثير من الإشعاع.

ستقوم هذه الأدوات معًا بتشريح المعالم القريبة من موقع الهبوط المعروف باسم “Gruithuisen Domes” والتي يهتم بها العلماء لأنها تمثل التدفقات البركانية على القمر، أو “Mare volcanism”.

وقال واتكينز: “إن توصيف تاريخ وضع قباب Gruithuisen هذه بالنسبة إلى حلقات بركان ماري هو عنصر مهم حقًا في فهم تاريخ المنطقة بأكمله”.

ولكن بالإضافة إلى حمولات وكالة ناسا، هناك  15 شيئًا آخر  يتم إرساله إلى القمر. وعلى الرغم من أن العديد منها علمية للغاية مثل كاشف الإشعاع M-42 التابع لمركز الفضاء الألماني، إلا أن عددًا لا بأس به منها عبارة عن تذكارات ممتعة تذكرنا بالإنسانية وراء استكشاف الإنسان للفضاء.

كبسولة Lunar Dream اليابانية، المقدمة من شركة Astroscale، هي كبسولة زمنية ستكون على متنها رسائل من أكثر من 80 ألف طفل حول العالم. ترسل شركة Elysium Space الأمريكية رفات أحباء الناس لإنشاء نصب تذكارية على سطح القمر. ويرسل علماء من سيشيل عملة بيتكوين واحدة.

وقال جون ثورنتون: “سنقوم بإحضار سبع دول إلى سطح القمر، ستة منها لم تهبط برامجها على سطح القمر بعد، بما في ذلك المملكة المتحدة والمكسيك وألمانيا والمجر واليابان وسيشيل”. قال الرئيس التنفيذي لشركة Astrobiotic. “لقد قمنا بالفعل بأول عملية بيع تجارية للحمولة النافعة للتسليم على سطح القمر، وأعتقد أنها ربما كانت واحدة من أولى عمليات البيع في العالم، في عام 2014. ومنذ ذلك الحين، نقوم بجمع عملاء الحمولة النافعة وإنشاء بيان للحمولة هذه المهمة.”

وقال: “إذا كنت عالما قمريا، فقد يتعين عليك الانتظار طوال حياتك المهنية حتى تتاح لك فرصة واحدة للطيران بأداة في مهمة كوكبية”. “توفر CLPS وهذه الشراكة مع وكالة ناسا الفرصة لعلماء بلادنا للمس سطح القمر بانتظام، عدة مرات في حياتهم المهنية، وإجراء حملة من الاختبارات والنتائج.”

أما بالنسبة لكيفية وصول Peregrine إلى القمر، فإليك ما يقول الفريق: من المقرر حاليًا أن يتم الإقلاع في حوالي الساعة 1:50 صباحًا بالتوقيت الشرقي في 24 ديسمبر، كما يقول الفريق، مع هطول الأمطار في اليومين التاليين. إذا حدث الإطلاق خلال هذه النافذة، فمن المتوقع أن تهبط مركبة الهبوط على سطح القمر في 25 يناير من العام المقبل.

وقال كريس كولبيرت، مدير مشروع CLPS في مركز جونسون للفضاء التابع لناسا في هيوستن: “لقد رأيت الصين ، ومؤخرًا، هبطت الهند بنجاح على سطح القمر في العقد الماضي”. “لكن اليوم، لم تنجح أي شركة خاصة في الهبوط على سطح القمر. يمثل الهبوط على سطح القمر تحديًا تقنيًا شاقًا، خاصة بالنسبة لمحركات المركبات الآلية وأنظمة الملاحة وأجهزة الراديو والعديد من الأنظمة الاجتماعية الأخرى التي يجب أن تعمل جميعها معًا لتمكين الهبوط الناعم.” “.

بعد الإطلاق، ستدخل مركبة الإطلاق والمركبة الفضائية (التي لا تزال متصلة) مباشرة في مناورة تسمى الحقن عبر القمر، مما يعني أنها ستظل قريبة من الأرض ولكن على مسار يتقاطع بشكل أساسي مع مدار القمر. وفي غضون ساعة أو نحو ذلك من الإطلاق، ستنفصل المركبة الفضائية رسميًا عن مركبة الإطلاق الخاصة بها، وسيبدأ الفريق في التواصل مع مركبة الهبوط وإجراء مناورات صغيرة للتأكد من أن المسار يبدو جيدًا.

وقال ثورنتون: “ستكون هذه هي المرة الأولى التي نقوم فيها بتشغيل محركاتنا كنظام”. “لقد قمنا بالطبع بإطلاقها بشكل فردي هنا على الأرض، ولكن هذه ستكون المرة الأولى التي يتم فيها تجميعها معًا كمركبة فضائية، لأنه ببساطة لا يمكنك اختبار ذلك هنا على الأرض.” ومن المحتمل أن يصل عددها إلى ثلاث مناورات تصحيح المسار، وهذا يعتمد على دقة الإطلاق الأولي.”

وبعد حوالي 12 يومًا، ستصل المركبة الفضائية إلى مدار القمر.

وقال ثورنتون: “سنذهب إلى مدار متوسط ​​ونبقى في هذا المدار لفترة قصيرة، بينما ننتظر محاذاة ظروف الإضاءة المحلية”. “في معظم الأوقات بين الإطلاق والهبوط، يتم الانتظار فعليًا حتى تكون الإضاءة المحلية صحيحة. لذلك، نحاول بشكل أساسي الهبوط في مكان محدد على القمر، في وقت محدد في الصباح.”

وبمجرد أن يبدو كل شيء على ما يرام، ستنخفض المركبة الفضائية إلى السطح في موقع الهبوط المحدد. ستعمل مركبة الهبوط لمدة 10 أيام تقريبًا قبل  غروب الشمس  ، مما يؤدي إلى نفس الليلة القمرية التي شهدت   اختفاء مركبة الهبوط الهندية Chandrayaan-3 .

وقال ثورنتون: “ستنخفض درجة الحرارة من 100 إلى 120 درجة مئوية دافئة نسبيًا إلى درجة حرارة النيتروجين السائل الباردة”. “سيبقى الأمر على هذا النحو لمدة أسبوعين، وعادة مع درجات الحرارة في هذا النطاق، هناك الكثير من الأشياء التي تنكسر.”

قال: “نعم، إنها ليلة عيد الميلاد، لكنها ستكون هدية عيد الميلاد”.