رحلة النساء إلى الفضاء وأسرار حدود الفضاء

تصطحب بلو أوريجين طاقماً مرصعاً بالنجوم مكوناً من ستة ركاب من النساء إلى حافة الفضاء يوم الإثنين في واحدة من أكثر بعثات السياحة الفضائية شبه المدارية التي تحظى بمتابعة وثيقة منذ سنوات.

ستستغرق الرحلة حوالي 10 دقائق، حيث ستحمل المجموعة إلى أكثر من 100 كيلومتر (62 ميلاً) في السماء، وستقدم بضع دقائق من انعدام الوزن قبل أن تهبط.

ولكن في أي مرحلة خلال الرحلة ستصل المغنية كاتي بيري والصحفية غايل كينغ وزملاؤهما من الركاب إلى "الفضاء"؟

هل هو عندما ينظرون خارج نافذتهم ويتلاشى وهج السماء الأزرق إلى اللون الأسود؟ هل هو عندما يصلون إلى الارتفاع الذي يمكن أن تدور فيه الأقمار الصناعية؟ أم عندما يصبح الغلاف الجوي رقيقاً جداً لدرجة أنه لم يعد يلعب دوراً محدداً في فيزياء الرحلة؟

في مجتمع الرحلات الفضائية، لا يوجد تعريف ثابت وسريع.

إذ يمكن تعريف الفضاء بعدة طرق، ويمكن أن تعتمد فائدة معايير تحديد أين يبدأ الفضاء على السيناريو. ولهذا السبب تستخدم منظمات مختلفة حول العالم ارتفاعات مختلفة لتحديد تلك العتبة غير المرئية لأغراض حفظ السجلات.

وبالنسبة للسياحة الفضائية دون المدارية، يمكن أن يتخذ الجدل حول التعاريف حياة خاصة به.

على سبيل المثال، من المعروف أن شركتي بلو أوريجين وفيرجن جالاكتيك تتجادلان علناً حول هذه المسألة - ويرجع ذلك في الغالب إلى وسيلة واحدة محددة لتعريف الفضاء: خط كارمان.

ربما يكون خط كارمان هو أكثر الحدود المعروفة والمثيرة للجدل للفضاء، ويقع على ارتفاع 100 كيلومتر (62 ميلاً) فوق مستوى سطح البحر.

وتسافر رحلات "بلو أوريجن نيو شيبرد" شبه المدارية إلى ما بعد هذا الارتفاع بقليل.

ولكن الشركة المنافسة الرئيسية للشركة، فيرجن غالاكتيك، لا تفعل ذلك. وقد وصلت رحلاتها حتى الآن إلى حوالي 88.5 كيلومتر (55 ميلاً)، وهو ما لا يزال أبعد من علامة 81 كيلومتر (50 ميلاً) التي استخدمتها الحكومة الأمريكية منذ فترة طويلة لتعريف الفضاء.

ومع ذلك، فقد أشارت شركة بلو أوريجين إلى خط كارمان لتأكيد أن رحلاتها هي الطريق الأكثر شرعية لكسب صفة "رائد فضاء"، قائلة في إحدى وسائل التواصل الاجتماعي في عام 2021 منشور "لا يوجد أي من رواد الفضاء لدينا لديه علامة النجمة بجانب اسمه" - في إشارة خفية إلى فيرجن جالاكتيك.

ومع ذلك، فإن تعريف رائد الفضاء أمر مختلف تماماً تقريباً. ففي الأيام الأولى لرحلات الفضاء، وضعت الحكومة الأمريكية تعريف ال 81 كيلومتراً (50 ميلاً) كأساس لمنح شارات رواد الفضاء للطيارين العسكريين وطياري ناسا.

كما منحت إدارة الطيران الفيدرالية أيضاً أجنحة رواد الفضاء التجاريين للمغامرين من القطاع الخاص الذين وصلوا إلى مسافة أعلى من 81 كيلومتراً (50 ميلاً). لكن الوكالة في الغالب تخلصت من هذا البرنامج في عام 2021، واختارت إدراج المشاركين على موقعها الإلكتروني بدلاً من منح شارات مادية لطياري القطاع الخاص.

كما منحت سبيس إكس أيضًا مجموعتها الخاصة من الأجنحة الفضية للركاب غير الحكوميين الذين يسافرون على متن كبسولة كرو دراغون المدارية.

لذا، من الناحية العملية، فإن تحديد من هو رائد فضاء ومن ليس رائد فضاء أمر متروك لأمين السجل.

قال فيرتس لـ ناشيونال جيوغرافيك في عام 2018 عندما سُئل عن هذه المسألة: "إذا كنت تربط مؤخرتك بصاروخ، أعتقد أن هذا يستحق شيئًا ما". "عندما كنت طيارًا لطائرة F-16، لم أشعر بالغيرة من تسمية طياري سيسنا بالطيارين. أعتقد أن الجميع سيعرف ما إذا كنت قد دفعت مقابل أن تكون راكبًا في رحلة مدارية فرعية مدتها خمس دقائق أو إذا كنت قائد مركبة فضائية بين الكواكب. هذان أمران مختلفان."

في المخيلة العامة، غالباً ما تستحضر فكرة رائد الفضاء في المخيلة العامة صوراً لشخص يطفو في انعدام الوزن، محاطاً بالامتداد الكوني الأسود.

لكن تجربة انعدام الوزن لا علاقة لها بالارتفاع - على الأقل، ليس على الارتفاعات المنخفضة نسبياً التي تحلق بها شركتا بلو أوريجين وفيرجن جالاكتيك.

ستظل الجاذبية الأرضية تشد كبسولة بلو أوريجين عندما تصل إلى انعدام الوزن عند الأوج، وهو المصطلح الذي يطلق في رحلات الفضاء على قمة مسار الرحلة.

ولكن رواد الفضاء سيكونون عديمي الوزن لأن الطاقة التي يستهلكها الصاروخ والكبسولة بعد الإقلاع ستلغيها جاذبية الأرض، مما يمنحهم نسخة من الإحساس الذي يشعر به الناس عندما يصلون إلى قمة تلة كبيرة من الأفعوانية.

وفي المقابل، يبقى رواد الفضاء على متن محطة الفضاء الدولية عديمي الوزن لأشهر في كل مرة لأنهم في مدار حول الأرض - الأمر الذي يتطلب سرعات أكبر بكثير من تلك التي تسير بها رحلات نيو شيبرد دون المدارية.

ومع ذلك، لم يشترط القائمون على السجلات أن يسافر الشخص إلى المدار ليُعتبر رائد فضاء.

فعلى سبيل المثال، الطيارون المدنيون والعسكريون الذين قادوا طائرة X-15 إلى ارتفاعات تزيد عن 81 كيلومترًا (50 ميلًا) خلال حملة اختبارية في الستينيات، مُنحوا أجنحة رواد الفضاء.

تستخدم حكومة الولايات المتحدة علامة 81 كيلومتراً (50 ميلاً) لتعريف الفضاء للعديد من الأسباب نفسها التي تستخدمها المنظمات الأخرى خط كارمان. وقد تقوم هذه الأخيرة بحساب الظاهرة بشكل مختلف.

كان ثيودور فون كارمان، وهو مهندس وفيزيائي أمريكي مجري وعالم فيزيائي مجري وأحد مؤسسي مختبر الدفع النفاث التابع لناسا، من بين أول من حاول وصف الارتفاع الذي يصبح عنده علم الطيران ملاحة فضائية.

ولكن حتى محاولات كارمان الأولية في الخمسينيات كانت غير دقيقة.

فوفقًا لإحدى الدراسات في عام 2014 دراسة حول تعريف الفضاء: "الغلاف الجوي ديناميكي بالفعل ويتقلب في الكثافة مما يجعل أي تحديد غير دقيق". لذا، "يتأرجح خط كارمان بين" 84 كيلومترًا (52 ميلًا) و 100 كيلومتر (62 ميلًا).

والجدير بالذكر أن 100 كيلومتر هي الطريقة التي يحدد بها الاتحاد الدولي للملاحة الجوية، أو الاتحاد العالمي للرياضات الجوية ومقره سويسرا، خط كارمان.

وقال سكوت نيومان، رئيس لجنة الأرقام القياسية للملاحة الفضائية التابعة للاتحاد، "لقد كان الأمر كذلك منذ الستينيات"، حسبما قال سكوت نيومان، رئيس لجنة الأرقام القياسية للملاحة الفضائية التابعة للاتحاد، لشبكة سي إن إن.

وقد اقترح الاتحاد في عام 2018 أنه قد يخفض ارتفاعه التعريفي استجابةً لـ بحث جديد حول خط كارمان - لكن المنظمة لم تتخذ مثل هذه الخطوة في نهاية المطاف بعد دراسة الأرقام.

قال نيومان: "لديك هذه النقطة القصوى اللطيفة، والتي نسميها "أقصى ارتفاع لسرعة التوازن"، ويمكنك أن تشير إليها على الرسم البياني وتقول: "هذا هو المكان الذي بدأت فيه أن تصبح أشبه بمركبة فضائية وأقل شبهاً بالطائرة".

يشير "الارتفاع الأقصى لسرعة التوازن" إلى الارتفاع الذي يصبح فيه الغلاف الجوي رقيقاً جداً بحيث لا يمكن للسفينة الاعتماد على ديناميكيات الطيران الخاصة بالطائرات.

وبدلاً من ذلك، ستحتاج المركبة إلى نوع السرعة التي توفرها محركات الصواريخ.

في حين أن الاتحاد الدولي للملاحة الجوية قرر التمسك بتعريفه الخاص بالسرعة 100 كيلومتر، فإن باحثين ومؤسسات أخرى في صناعة الفضاء لا يشاركونه نفس الرأي.

إذ قال سبنس وايز، نائب الرئيس الأول للبعثات الفضائية في شركة ريدواير سبيس لصناعة الطيران، لشبكة سي إن إن إنه يعتقد أن الارتفاع الأكثر دقة هو أقرب إلى 88 كيلومتراً (55 ميلاً).

وقال وايز أن هذا التعريف مستمد من سلوك المركبات - ومعظمها معززات صواريخ مهملة - التي عادت من الفضاء بعد أن تم سحبها من المدار بسبب الاحتكاك الجوي. بالنسبة للسياق، فإن "فراغ" الفضاء ليس دائماً فراغاً. فالغلاف الجوي للأرض يخف في الواقع على بعد آلاف الأميال.

قال وايز: "لكن ما يمكنك أن تراه باستمرار هو أنه في مكان ما بين 90 كيلومتراً و 88 كيلومتراً، تتوقف هذه الأجسام الصاروخية، أثناء دخولها (الغلاف الجوي)، عن التصرف وكأنها تنجرف في الفضاء في الغالب - حيث تتحرك في المدار الكيبلري نوعاً ما"، في إشارة إلى مبادئ حركة الكواكب التي وصفها يوهانس كبلر في القرن السابع عشر. "ويبدأون في السقوط من السماء."

كما يمكن للأقمار الصناعية والمركبات الفضائية أن تقترب لفترة وجيزة من الأرض خلال مداراتها - على ارتفاع يصل إلى 80 إلى 90 كيلومترًا (50 إلى 56 ميلًا) - دون أن تنجرف على الفور إلى الأسفل. في لغة الفضاء، يُشار إلى هذه المركبات الفضائية التي تحلق على ارتفاع منخفض بالأقمار الصناعية في المدار الأرضي المنخفض جداً، أو VLEO.

ويصبح السحب الجوي أكثر بروزاً عند الارتفاعات المدارية المنخفضة، وهذا اعتبار رئيسي عند تصميم المركبة.

"يمكنك حقاً دفع المدارات إلى الأسفل، ربما إلى مسافة 150 كيلومتراً (93 ميلاً) - ولكن هناك تكلفة تدفعها مقابل ذلك. ... أنت على الأرجح تصمم شيئاً يقضي كل وقته في محاولة البقاء في المدار".

ببساطة: عندما يتعلق الأمر بتعريف الفضاء، فإن الحسابات والاعتبارات تتغير حسب الجسم الفضائي المعني.

"أشار بعض الخبراء إلى أن الوظيفة والغرض قد يؤديان إلى تمييزات أكثر ملاءمة بين الطائرات والمركبات الفضائية أكثر من الارتفاع"، كما جاء في ورقة بحثية صدرت عام 2014.

ويمكن أن تصبح الفروق أكثر ضبابية مع تطور التكنولوجيا وإمكانية تحقيق أنواع جديدة من المركبات لأنواع مختلفة من التحليق.

إذًا، هل هذه التعريفات مهمة حقًا على الإطلاق؟

قال وايز: "من المضحك التفكير في الأمر". "هل لا يزال من المفيد تسلق قمة إيفرست؟ نحن بحاجة إلى هذه المعايير أو التعريفات المتفق عليها لهذا الشيء الصعب والملحمي. لذا في سياق السفر التجاري إلى الفضاء على وجه التحديد، أعتقد أن خط كارمان أمر جيد تماماً."