استكشاف القمر يكشف أسرار جديدة للبشرية
تستعد بعثة أرتميس 2 لاستكشاف الجانب البعيد من القمر، كاشفة عن أسرار لم تُكتشف من قبل. هذه المهمة التاريخية ستعيد صياغة فهمنا للقمر وتاريخ الأرض. انضموا إلينا في رحلة مثيرة نحو المستقبل! خَبَرَيْن.
مقدمة حول بعثة أرتميس 2 واستكشاف القمر
-عندما تنطلق بعثة أرتميس 2 التابعة لوكالة ناسا في رحلة مدتها 10 أيام حول القمر، قد يلمح الطاقم ملامح على سطح القمر لم يرها أي إنسان آخر بالعين المجردة.
وبينما يحلق رواد الفضاء بالقرب من الجانب البعيد الغامض من القمر، الذي يواجه دائماً بعيداً عن الأرض، سيشاهدون جزءاً من القمر لم يتمكن رواد فضاء أبولو من رؤيته بسبب مدارات كبسولاتهم.
ستمثل المهمة التاريخية القادمة، التي من المتوقع أن تنطلق في أوائل مارس/آذار، المرة الأولى التي يغامر فيها البشر إلى جوار القمر منذ أكثر من 50 عاماً وستطلق موجة جديدة من الاستكشاف القمري التي يمكن أن تجيب على أسئلة دائمة حول القمر الطبيعي للأرض.
"يقول جيف أندروزهانا، الأستاذ في مختبر القمر والكواكب في جامعة أريزونا: "لقد كنا نبحث في القمر طوال التاريخ البشري، وقد زار رواد فضاء القمر وعدد من البعثات الروبوتية. "ومع ذلك، لا يزال هناك الكثير من الأشياء التي لا نفهمها عن القمر على مستوى الدرجة الأولى."
وقال إن العينات الحاسمة التي تم جمعها خلال بعثات أبولو في أواخر الستينيات وأوائل السبعينيات وفرت الأساس لفهمنا الحالي للقمر. قدمت الصخور والتربة القمرية رؤى جديدة حول أصل القمر وتكوينه، وكشف التحليل الأحدث لعينات أبولو التي لم تمسها عينات أبولو سابقاً، وكذلك العينات التي استخرجتها البعثات الروبوتية، عن اكتشاف مفاجئ لمياه محاصرة في صخور كان يُعتقد أنها جافة.
ومع ذلك، فقد غامرت بعثات أبولو بالذهاب إلى مواقع مماثلة بالقرب من خط الاستواء القمري على الجانب القريب من القمر، حيث كانت التضاريس مسطحة ويمكن لرواد الفضاء البقاء على مقربة من أقمار الاتصالات الصناعية. وقال أندروزهانا إنه كما أدرك العلماء، فإن العينات لا تمثل بشكل كامل القمر المتنوع بشكل كبير.
يمكن أن يوفر استكشاف مناطق القمر المختلفة باستخدام برنامج أرتميس صورة أكثر اكتمالاً للمناظر الطبيعية وتكوينها، ويكشف عن أدلة حول سبب اختلاف الجانبين القريب والبعيد للقمر، وكمية المياه التي يحتوي عليها القمر، وكيف تطور الجرم الفضي على مر الزمن.
{{MEDIA}}
أهمية بعثات أبولو في فهم نشأة القمر
والأكثر من ذلك، يمكن لدراسة القمر أن تلقي الضوء على فصول مفقودة من تاريخ الأرض المبكر، وتساعد في تأكيد أو دحض النظرية السائدة بأن القمر تشكل من اصطدام جرم سماوي آخر بكوكبنا منذ ملايين السنين.
"قال نوح بيترو، رئيس مختبر الكواكب والجيولوجيا والجيوفيزياء والجيوكيمياء الجيولوجية والجيوكيميائية التابع لناسا في مركز غودارد لرحلات الفضاء في غرينبيلت بولاية ماريلاند: "أفكر في القمر باعتباره القارة الثامنة للأرض. "عندما ندرس القمر، فإننا في الواقع ندرس امتداداً للأرض."
ثم هناك وعد بما هو غير متوقع.
"يقول بيترو، الذي يقود أيضاً الفريق العلمي لـ بعثة أرتميس 3، والتي تهدف إلى إعادة رواد الفضاء إلى سطح القمر في عام 2028: "ستكون لدينا مفاجآت. "لهذا السبب نستكشف. لو كنا نعرف ما سنجده، لما اضطررنا إلى الذهاب."
كيف ساهمت عينات أبولو في تطوير المعرفة العلمية
قالت باربرا كوهين، عالمة مشروع مهمة أرتيميس 4، وهي مهمة أخرى مخطط لها للهبوط على سطح القمر في وقت لاحق من هذا العقد، إنه في أي وقت تغامر فيه مركبة فضائية بالهبوط على سطح كوكب أو كويكب، فإن أفضل شيء يمكن أن تفعله هو أن تعود بتذكار إلى الأرض.
وقالت كوهين: "على الرغم من أننا لم نكن هناك على الكوكب عندما تشكلت تلك الصخور، إلا أن الصخور تسجل تاريخ ما كان يحدث في ذلك الوقت، لذا فهي مهمة جداً جداً للكثير من المساعي العلمية المختلفة".
بعد عودة عينات أبولو إلى الأرض وتحليلها، تم تحديث الكتب المدرسية بثروة من المعلومات الجديدة عن القمر.
"وقال بول هاين، الأستاذ المشارك في قسم الفيزياء الفلكية وعلوم الكواكب في مختبر فيزياء الغلاف الجوي والفضاء بجامعة كولورادو بولدر: "أعتقد أنه من المهم أن ندرك مدى ضآلة ما كنا نعرفه عن القمر قبل برنامج أبولو.
شاهد ايضاً: سبيس إكس وناسا تستعدان لإطلاق رواد فضاء إلى محطة الفضاء الدولية مما يخفف من ضغط طاقم مكون من ثلاثة أشخاص
وقالت كارولين كرو، الأستاذة المساعدة في قسم العلوم الجيولوجية في جامعة كولورادو بولدر، إنه قبل الهبوط على القمر، كان العلماء يتناقشون فيما إذا كان القمر الصناعي قد نشأ في مكان آخر في النظام الشمسي قبل أن يلتقطه مجال جاذبية كوكبنا، أو أنه تشكل بمحاذاة الأرض أو حتى أنه قد انفصل عن الأرض التي تدور بسرعة مثل الفقاعة.
لكن عينات أبولو أشارت إلى نظرية جديدة حول كيفية حصول الأرض على مثل هذا القمر الكبير، على حد قول كرو.
كان ضمن العينات الأنورثوسيت، وهو نوع من الصخور النارية. ونادراً ما يتم الكشف عن الأنورثوسيت على الأرض بمعزل عن الصخور الأخرى، وعادةً ما يكون موجوداً كمكون معدني في صخور أخرى. لكن الصخور البيضاء كانت منتشرة على الجانب القريب من القمر، مما يشير إلى أن الظروف المناسبة لتكوينها، كما قالت كرو.
شاهد ايضاً: علماء الفلك يكتشفون نظامًا شمسيًا "مقلوبًا"
وقالت كرو: "ما تحتاجه هو بركة صهارة كبيرة جداً تتبلور ببطء وكل الأنورثوسيت سيطفو إلى أعلى البركة إذا كان يبرد ببطء كافٍ".
يشير وجود الأنورثوسيت على القمر إلى أن الجرم السماوي بأكمله كان في يوم من الأيام محيط صهارة، أو منصهر بالكامل. بالإضافة إلى ذلك، تطابقت النظائر، وهي في الأساس بصمات كيميائية للأجسام الكوكبية، الموجودة في عينات صخور أبولو مع النظائر الموجودة في وشاح الأرض، مما يشير إلى أنها تشكلت في نفس الوقت.
وقد ساعدت هذه الأفكار مجتمعةً العلماء في التوصل إلى النظرية السائدة حالياً بأن جسماً بحجم المريخ اصطدم بالأرض، مما أدى إلى قذف كتلة من المواد المنصهرة من كوكبنا والتي أصبحت القمر.
"يقول أندروز هانا: "لم تكن الأرض لتصبح الكوكب الذي هي عليه اليوم لولا الاصطدام الذي أدى إلى تكوين القمر. "أصبحت الأرض ومناخنا أكثر استقرارًا بسبب وجود القمر، وكان ذلك أمرًا حاسمًا حقًا لتطور الحياة. ليس هناك شك في أنه لولا وجود القمر الذي ساهم في استقرار الأرض، لما تمكن البشر من التطور."
الاكتشافات الكبرى من بعثات أبولو
كشفت بعثات أبولو عن عناصر من الجانب القريب من القمر لم يسبق رصدها من قبل.
لكن البيانات المستقاة من المركبات المدارية أظهرت أن الجانب البعيد مختلف تماماً، مما أدى إلى طرح أسئلة لا تزال تلوح في أفق العلماء منذ انتهاء البعثات.
قال أندروز هانا: "القمر غير متوازن من جميع النواحي تقريبًا، ولا نعرف السبب". "لقد أثر هذا التباين العالمي على كل جانب من جوانب تطور القمر، ولا يزال أحد أكبر الألغاز في علم القمر."
الاختلافات بين الجانب القريب والجانب البعيد من القمر
يحتوي الجانب القريب على قشرة رقيقة وتضاريس منخفضة ومكون جيوكيميائي غني بالعناصر المشعة المنتجة للحرارة. وهذه المادة، المتبقية من فترة تصلب محيط الصهارة على القمر، هي مزيج من البوتاسيوم والعناصر الأرضية النادرة والفوسفور الموجود في الصخور القمرية.
كما تجمعت مواقع هبوط أبولو أيضاً حول سهول القمر، أو البقع الداكنة التي تدفقت فيها الحمم البركانية القديمة ذات يوم، والتي تعطي مظهر "رجل في القمر،" كما قال هاين.
وبدلاً من ذلك، فإن الجانب البعيد يحتوي على قشرة سميكة وارتفاعات أعلى وعلامات أقل بكثير للنشاط البركاني السابق، كما قال أندروز هانا.
قد يبدو القمر وكأنه صخرة من وجهة نظر الأرض، لكن الأجهزة التي وضعها رواد فضاء أبولو أظهرت أنه نشط زلزالياً، مع وجود زلازل قمرية تحدث مع برودة الجرم السماوي بمرور الوقت.
ولمح رواد فضاء أبولو الأجزاء المضاءة بنور الشمس من سطح القمر، في حين أن المناطق المظلمة لم تكن مضاءة أو بعيدة عن رؤية المركبة الفضائية.
NASA Goddard/SVS
"قال هاين: "أحد الأسئلة الكبيرة التي نود الإجابة عنها هو ما يحدث داخل القمر.
تأثير النشاط الزلزالي على فهمنا للقمر
ومن المثير للفضول أن سطح القمر مليء بالحفر التي تسجل الأيام الأولى الفوضوية للنظام الشمسي عندما كانت الكواكب والكويكبات تصطدم ببعضها البعض. لقد تم محو الكثير من هذا السجل من على سطح الأرض بسبب التعرية والعمليات الطبيعية الأخرى، لكن القمر لا يزال كبسولة زمنية مثالية.
قال أندروز هانا: "إن فهم تاريخ الارتطام المبكر للقمر والأرض هو حقًا أمر أساسي لفهم أصل الحياة على الأرض". "يبدو أن جميع الأدلة تشير إلى أنه بمجرد انخفاض معدل الاصطدامات إلى أدنى مستوى ممكن من الاستقرار على سطح القمر، نشأت الحياة."
أهمية دراسة تاريخ الارتطام المبكر للقمر
شاهد ايضاً: الباحثون يكتشفون استخدام الأدوات في بقرة أليفة، مما يشير إلى أن الماشية قد تكون أذكى مما كان يُعتقد
غامر كل من بعثة أبولو 14 وبعثة 15 بالقرب من ماري إمبريوم، وهي واحدة من أكبر الفوهات في النظام الشمسي، وجمعوا القاذفات، أو المواد التي انفجرت بفعل الارتطام الأولي وانتشرت على معظم الجانب القريب من القمر.
يُعتقد أن إمبريوم هي واحدة من أصغر الفوهات على القمر، حيث تشكلت قبل 3.85 مليار إلى 3.92 مليار سنة.
وقالت كوهين: "لكي تكون قادراً على معالجة ما كان عليه القمر قبل إمبريوم، عليك أن تذهب إلى مكان لم يتم رسمه بهذه الفرشاة الكبيرة، مما يعني شيئاً مثل القطب الجنوبي أو الجانب البعيد".
شاهد ايضاً: أربعة رواد فضاء في طريقهم إلى المنزل من محطة الفضاء الدولية بعد أن أجبرتهم مشكلة طبية على المغادرة مبكرًا
والآن، يريد العلماء تحديد متى تشكلت الفوهات الصدمية الأخرى على القمر وخاصة حوض القطب الجنوبي أيتكين. تمتد هذه الفوهة التي تقع على الجانب البعيد من القمر، وتمتد على ما يقرب من ربع سطح القمر، وهي أكبر فوهة على سطح القمر، ويبلغ قطرها حوالي 1550 ميلاً (2500 كيلومتر). ويبلغ عمقها أكثر من 5 أميال (8 كيلومترات).
التحديات المستقبلية في استكشاف القمر
وقد يكون هذا الاصطدام العملاق مسؤولاً عن إعطاء القمر طبيعته غير المتوازنة. يُعتقد أن حوض القطب الجنوبي أيتكين هو أقدم فوهة على القمر، لكن عمره الدقيق غير معروف، مما يجعله هدفاً رئيسياً لبعثات أرتميس المستقبلية.
وقال بيترو: "إن فهم عمرها يشبه العثور على حجر رشيد للتاريخ المبكر للنظام الشمسي".
لم يتم التخطيط للهبوط على سطح القمر حتى موعد أرتيميس الثالث، حيث سيغامر رائدا فضاء إلى منطقة القطب الجنوبي للقمر. من المتوقع حالياً إطلاق المهمة بحلول عام 2028، وفقاً لـ ناسا.
ولكن يمكن للملاحظات من أرتميس 2 القادمة أن تفيد في اختيار مواقع الهبوط في المستقبل.
خلال أرتيميس 2، عندما تقترب كبسولة أوريون التي تضم رواد الفضاء من القمر، سيظهر الجرم السماوي بحجم كرة السلة عند حمله على مسافة ذراع، وفقاً لوكالة ناسا.
ستحلق أوريون على ارتفاع يتراوح بين 4000 إلى 6000 ميل (6437 إلى 9656 كيلومتر) فوق سطح القمر، وهو أعلى بكثير من وحدات قيادة أبولو التي حلقت حول القمر من على ارتفاع 70 ميلاً (112 كيلومتراً) فوق سطحه أو من مركبة الاستطلاع القمري، وهي مهمة روبوتية تدور حول القمر منذ عام 2009 وتقترب من 30 ميلاً (48 كيلومتراً) من وجهه المليء بالحفر.
وخلال مهمة أرتيميس 2، سيظهر قرص القمر بأكمله، بما في ذلك المناطق المظللة عادةً بالقرب من القطبين القمريين.
خضع طاقم أرتميس 2، الذي يضم رواد فضاء ناسا ريد وايزمان وفيكتور غلوفر وكريستينا كوخ، ورائد الفضاء في وكالة الفضاء الكندية جيريمي هانسن، لتدريب جيولوجي مكثف في نظائر القمر على الأرض مثل أيسلندا.
وخلال تحليقهم لمدة ثلاث ساعات على الجانب البعيد من القمر، سيلتقط رواد الفضاء صوراً للحفر الارتطامية وتدفقات الحمم البركانية القديمة بالإضافة إلى وصف ما يرونه للعلماء في مركز جونسون الفضائي التابع لناسا الذين هم على استعداد لتقديم التوجيه والتحليل في الوقت الحقيقي.
"قال بيترو: "على متن أرتميس 2، الأسئلة المحددة التي نطرحها هي في الحقيقة فريدة من نوعها بالنسبة لما يمكن للمراقب البشري القيام به. "إن العيون المدربة جيداً هي أعظم تجربة يمكن أن نرسلها إلى أي مكان في الكون لأنها مرتبطة بفضولها الخاص."
واعتمادًا على مسار أرتميس 2، والذي سيتم تحديده بناءً على تاريخ إطلاقه بالضبط، قد يشهد الطاقم منطقة مظللة سابقًا تسمى الحوض الشرقي. وتمثل هذه الحفرة، التي يبلغ عرضها 600 ميل (965 كيلومتراً)، منطقة انتقالية رئيسية بين الجانبين القريب والبعيد من القمر.
وقد يلمح الطاقم أيضاً ومضات ضوئية متميزة عند ارتطام الصخور الفضائية بالقمر - أو غبار يطفو فوق حافة القمر، وهي ظاهرة غامضة لم يفهمها العلماء بعد بشكل كامل.
وبالعودة إلى السطح خلال أرتيميس الثالث وأرتيميس الرابع، سيقوم رواد الفضاء بالتقاط الملاحظات وإجراء التجارب وجمع العينات من موقع هبوطهم في القطب الجنوبي، والتي لم يتم تحديد تفاصيلها بعد.
وقال كراو إنه بين بعثات أبولو والبعثات الروبوتية إلى القمر، تم أخذ عينات من 5% فقط من سطح القمر.
وقال أندروز هانا إن العينات المأخوذة من القطب الجنوبي، مثل تلك التي تحتوي على مواد انفجرت من باطن القمر منذ أكثر من 4 مليارات سنة، يمكن أن تلقي الضوء على فصل غير معروف من قصة القمر الغامضة.
ستُترك أجهزة قياس الزلازل، مثل تلك التي وُضعت على الجانب القريب من القمر خلال حقبة أبولو، في القطب الجنوبي لتحديد ما إذا كان من الممكن رصد الزلازل على الجانب البعيد من القمر. كما أن تتبع مرور الموجات الزلزالية أثناء تحركها عبر القمر يمكن أن يكشف المزيد عن باطنه.
هناك ألغاز أخرى لا تزال قائمة في القطب الجنوبي للقمر، مثل كمية الجليد المحتجزة في أعماق المناطق المظللة بشكل دائم من القمر.
"يقول هاين: "إن الهدف الأساسي، من وجهة نظري، هي كمية الجليد الموجودة هناك ومن أين أتت. "إذا تمكنا من الحصول على عينة، فربما يمكننا معرفة من أين أتت تلك المياه، ومن ثم، بالتالي، من أين حصلت الأرض على مياهها."
قالت كوهين إنه سيتم إحضار مجمد إلى القمر خلال الهبوط القمري الثالث المخطط له في برنامج أرتميس الخامس، أرتميس V، مما يتيح إعادة العينات المجمدة إلى الأرض.
وقالت: "نحن نحاول حقًا الذهاب إلى هذه الفوهات القطبية العميقة حيث نعتقد أن المياه قد تكون موجودة حتى نتمكن من فهم تاريخ المياه على القمر، وهو ما لم تعرف أبولو أي شيء عنه على الإطلاق".
غالباً ما يتم الإشادة ببرنامج "أرتميس" باعتباره برنامج "من القمر إلى المريخ" لأن التكنولوجيا والبنية التحتية التي تم تطويرها لبعثات القمر الأطول مدة يمكن أن تضع الأساس لإرسال بعثات مأهولة إلى المريخ في نهاية المطاف.
وقال بيترو إن هذا مناسب، لأنه في غضون مليار سنة، سيفقد المريخ آخر بقايا غلافه الجوي الرقيق ويصبح أشبه بالقمر.
"أحب أن أفكر في مجموعة الثلاثة: الأرض والقمر والمريخ". "وإذا فهمنا هذه الأجسام الثلاثة، سيكون لدينا فهم جيد لكيفية عمل الكواكب في أي مكان. والقمر هو أفضل مكان للبدء في القيام بهذه الاكتشافات."
نشأ حب بيترو للقمر عن طريق والده، الذي كان مهندسًا كهربائيًا في تطوير وحدة أبولو القمرية وكذلك الحقائب التي كان يرتديها رواد الفضاء على سطح القمر، وكلاهما ساعدا في إبقاء الطواقم على قيد الحياة في بيئة معادية للغاية. سلّط والده الضوء على استكشاف القمر بالنسبة لبترو، مما أشعل رغبته في المساعدة في حل أكبر ألغاز القمر.
"يقول بيترو: "إن الطريقة التي استكشفنا بها القمر متنوعة: بعثات هبوط، بعثات مدارية، بعثات بطواقم. "ما زلنا بعيدين كل البعد عن الحصول على صورة شاملة للقمر، لكننا نبني القصة."
أخبار ذات صلة
سيظهر قمر أبريل الوردي الكامل في سماء الليل هذا الأسبوع
ملاحظات جديدة تكشف عن عواقب اصطدام مركبة فضائية مع كويكب بشكل متعمد
اكتشف العلماء الحمض النووي من بقايا الفهد المحنط وحققوا اكتشافًا مدهشًا
