روسكوزموس: اكتشف الحياة على كوكب المشتري
يطفو المسبار في فراغ جليدي. مرت ثلاث سنوات على إطلاقه في بايكونور ، ويمتد الطريق الطويل خلفه بمليار كيلومتر. تم عبور حزام الكويكبات بأمان ، صمدت الأدوات الهشة في وجه البرد القارس للفضاء العالمي. وماذا بعد؟ عواصف كهرومغناطيسية رهيبة في مدار كوكب المشتري ، وإشعاع قاتل وهبوط صعب على سطح جانيميد - أكبر الأقمار الصناعية للكوكب العملاق.
وفقًا للفرضية الحديثة ، يوجد تحت سطح Ganymede محيط ضخم دافئ ، قد يسكنه أبسط أشكال الحياة. تقع جانيميد على بعد خمس مرات من الشمس عن الأرض ، وطبقة من الجليد يبلغ طولها 100 كيلومتر تغطي بشكل موثوق "المهد" من البرد الكوني ، وحقل الجاذبية الوحشي للمشتري باستمرار "صخور" نواة القمر الصناعي ، مما يخلق مصدرًا لا ينضب من الطاقة الحرارية.
من المقرر أن يهبط المسبار الروسي برفق في أحد الوديان على السطح الجليدي لغانيميد. في غضون شهر ، سينتقل عبر الجليد إلى عمق عدة أمتار ويحلل العينات - يأمل العلماء في تحديد التركيب الكيميائي الدقيق للشوائب الجليدية ، مما سيعطي نظرة ثاقبة للبنية الداخلية للقمر الصناعي. يعتقد البعض أنه سيكون من الممكن اكتشاف آثار الحياة خارج كوكب الأرض. الرحلة الاستكشافية بين الكواكب الأكثر إثارة للاهتمام - ستصبح جانيميد الجرم السماوي السابع * ، الذي ستزوره مسابر الأرض!
* حتى الآن ، تمكنت البشرية من "التقدم" على سطح خمسة أجرام سماوية: القمر والزهرة والمريخ وتيتان وكويكب إيتوكاوا. المسبار الذي احترق في الغلاف الجوي العلوي للمشتري ، والذي أسقطته محطة جاليليو بين الكواكب ، لا يحتسب. من المقرر إطلاق مهمة OSIRIS-REx في عام 2016 ، والتي ستجمع التربة من سطح الكويكب (101955) 1999 RQ36 في عام 2019.
"Europe-P" أو الجانب الفني للمشروع
إذا كانت كلمات نائب رئيس الوزراء روجوزين حول "الهبوط على سطح القمر" لمحطة الفضاء الدولية يمكن اعتبارها مزحة ، فإن تصريح رئيس روسكوزموس فلاديمير بوبوفكين العام الماضي بشأن المهمة القادمة إلى كوكب المشتري يبدو قرارًا جادًا. تتطابق كلمات بوبوفكين تمامًا مع رأي الأكاديمي ليف زيليني ، مدير معهد أبحاث الفضاء التابع لأكاديمية العلوم الروسية ، الذي أعلن في عام 2008 عن نيته في إرسال بعثة علمية إلى أقمار كوكب المشتري الجليدية - يوروبا أو جانيميد.
قبل أربع سنوات ، في فبراير 2009 ، تم التوقيع على اتفاقية دولية بشأن بدء برنامج أبحاث مجمع Europa Jupiter System Mission ، حيث ستقوم ، بالإضافة إلى محطة الكواكب الروسية ، JEO الأمريكية ، و JGO الأوروبية ، ومحطة JMO اليابانية اذهب إلى كوكب المشتري. من الجدير بالذكر أن روسكوزموس اختارت لنفسها الجزء الأغلى والأكثر تعقيدًا والأكثر مسؤولية من البرنامج - على عكس المشاركين الآخرين ، الذين يقومون بإعداد المدارات فقط لدراسة الأقمار الصناعية الأربعة "الكبيرة" لكوكب المشتري (يوروبا ، جانيميد ، كاليستو ، آيو. ) من الفضاء ، يجب أن تقوم المحطة الروسية بأصعب مناورة وأن "تهبط" برفق على سطح أحد الأقمار الصناعية المختارة.
مقارنة أحجام الأرض والقمر وجانيميد
يتجه رواد الفضاء الروس إلى المناطق الخارجية للنظام الشمسي. من السابق لأوانه وضع علامة تعجب هنا ، لكن المزاج نفسه مشجع. تبدو التقارير الواردة من أعماق الفضاء أكثر إثارة للاهتمام من التقارير الواردة من الريفيرا الفرنسية ، حيث يمرح بعض المسؤولين الروس في إجازة.
كما هو الحال في أي مشروع طموح ، في حالة المسبار الروسي لدراسة جانيميد ، هناك الكثير من الشكوك ، والتي تتراوح درجتها من التحذيرات المختصة والمبررة إلى السخرية الصريحة في أسلوب "تجديد الكوكبة المدارية الروسية في قاع المحيط الهادئ. "
السؤال الأول وربما الأبسط: لماذا تحتاج روسيا هذه الحملة الاستكشافية الفائقة؟ الجواب: إذا كانت مثل هذه الأسئلة تهتدي دائمًا ، لكانت البشرية لا تزال جالسة في الكهوف. معرفة واستكشاف الكون - ربما يكون هذا هو المعنى الرئيسي لوجودنا.
لا يزال من السابق لأوانه انتظار أي نتائج ملموسة وفوائد عملية من الرحلات الاستكشافية بين الكواكب - تمامًا مثل مطالبة طفل يبلغ من العمر ثلاث سنوات بكسب عيشه بمفرده. ولكن عاجلاً أم آجلاً سيحدث اختراق ، وستكون المعرفة المتراكمة حول عوالم الفضاء البعيدة مفيدة بالتأكيد. ربما سيبدأ "اندفاع الذهب" في الفضاء غدًا (معدّل لبعض أنواع إيريديوم أو هيليوم -3) وسيكون لدينا حافز قوي لاستكشاف النظام الشمسي. أو ربما سنبقى على الأرض لمدة 10 عام أخرى ، غير قادرين على الدخول إلى الفضاء الخارجي. لا أحد يعرف متى سيحدث هذا. لكن هذا أمر لا مفر منه ، إذا حكمنا من خلال الغضب والطاقة التي لا تقهر التي يغير بها الشخص مناطق جديدة لم تكن مأهولة من قبل على كوكبنا.
السؤال الثاني المتعلق بالرحلة إلى جانيميد يبدو أكثر قسوة: هل روسكوزموس قادرة على القيام برحلة استكشافية بهذا الحجم؟ بعد كل شيء ، لم تعمل المحطات بين الكواكب الروسية ولا السوفيتية على الإطلاق في المناطق الخارجية للنظام الشمسي. اقتصر رواد الفضاء المحليون على دراسة أقرب الأجرام السماوية. على عكس الأربعة "الكواكب الداخلية" الصغيرة ذات السطح الصلب - عطارد والزهرة والأرض والمريخ ، فإن "الكواكب الخارجية" عبارة عن عمالقة غازية ، ذات أحجام وظروف غير ملائمة تمامًا على أسطحها (وبشكل عام ، ما إذا كان لديهم أي منها بعد ذلك "السطح"؟ وفقًا للمفاهيم الحديثة ، فإن "سطح" Uriter هو طبقة وحشية من الهيدروجين السائل في أعماق الكوكب تحت ضغط مئات الآلاف من أغلفة الأرض).
لكن التركيب الداخلي للعمالقة الغازية لا شيء مقارنة بالتعقيدات التي تنشأ عند التحضير لرحلة إلى "المناطق الخارجية" للنظام الشمسي. تتعلق إحدى المشكلات الرئيسية بالبعد الهائل لهذه المناطق عن الشمس - المصدر الوحيد للطاقة على متن المحطة الكوكبية هو RTG (مولد النظائر المشعة الكهروحرارية) المليء بعشرات الكيلوغرامات من البلوتونيوم. إذا كانت مثل هذه "اللعبة" موجودة على متن فوبوس-جرانت ، فإن الملحمة مع سقوط المحطة على الأرض ستتحول إلى "روليت روسي" عالمي ... من سيحصل على "الجائزة الرئيسية"؟
محطة أوتوماتيكية بين الكواكب "نيو هورايزونز". ريتيج أسود مع زعانف مبادل حراري يبرز من الجانب
ومع ذلك ، على عكس زحل الأبعد ، فإن الإشعاع الشمسي في مدار كوكب المشتري لا يزال حساسًا للغاية - بحلول بداية القرن الحادي والعشرين ، تمكن الأمريكيون من إنشاء بطارية شمسية عالية الكفاءة ، تم تجهيزها بمحطة جونو الجديدة بين الكواكب (تم إطلاقها) إلى كوكب المشتري في عام 2011). كان من الممكن التخلص من RTG الباهظ والخطير ، لكن أبعاد الألواح الشمسية الثلاثة في Yunona هي ببساطة ضخمة - طول كل منها 9 أمتار وعرضها 3 أمتار. نظام معقد ومرهق. ما هو القرار الذي ستتخذه روسكوزموس - حتى الآن لم يتم الإدلاء بأي تعليقات رسمية.
المسافة إلى كوكب المشتري أكبر بعشر مرات من المسافة إلى كوكب الزهرة أو المريخ - وبالتالي ، فإن السؤال الذي يطرح نفسه حول مدة الرحلة وضمان موثوقية المعدات لسنوات عديدة من العمل في الفضاء الخارجي.
حاليًا ، يتم إجراء بحث في مجال إنشاء محركات أيونية عالية الأداء للرحلات الطويلة بين الكواكب - على الرغم من اسمها الرائع ، إلا أنها أجهزة عادية تمامًا وبسيطة إلى حد ما تم استخدامها في أنظمة التحكم في المواقف للأقمار الصناعية السوفيتية في سلسلة النيزك. مبدأ التشغيل - يتدفق تيار من الغاز المتأين من غرفة العمل. قوة دفع "المحرك الخارق" أعشار نيوتن ... إذا وضعت "المحرك الأيوني" على سيارة أوكا صغيرة ، فإن سيارة أوكا ستبقى في مكانها.
السر هو أنه على عكس المحركات النفاثة الكيميائية التقليدية ، التي تطور طاقة هائلة لفترة قصيرة ، فإن المحرك الأيوني يعمل بهدوء في الفضاء الخارجي طوال الرحلة إلى كوكب بعيد. خزان من الزينون المسال بوزن 100 كجم يكفي لعقود من التشغيل. نتيجة لذلك ، بعد بضع سنوات ، يطور الجهاز سرعة صلبة إلى حد ما ، وبالنظر إلى حقيقة أن سرعة تدفق السائل العامل من فوهة "المحرك الأيوني" أعلى بعدة مرات من سرعة تدفق السائل العامل من فوهة محرك صاروخي تقليدي يعمل بالوقود السائل ، تفتح آفاق تسريع المركبة الفضائية أمام المهندسين.سرعة تصل إلى مئات الكيلومترات في الثانية! السؤال برمته هو وجود مصدر قوي وواسع للطاقة الكهربائية على متن الطائرة لخلق مجال مغناطيسي في حجرة المحرك.
محرك أيون للمركبة الفضائية ديب سبيس -1
في عام 1998 ، كانت وكالة ناسا تختبر بالفعل الدفع الأيوني على متن Deep Space-1. في عام 2003 ، ذهب المسبار الياباني هايابوسا ، المجهز أيضًا بمحرك أيوني ، إلى كويكب إيتوكاوا. سيخبرنا الوقت ما إذا كان المسبار الروسي المستقبلي سيتلقى محركًا مشابهًا. من حيث المبدأ ، المسافة إلى المشتري ليست كبيرة مثل ، على سبيل المثال ، إلى بلوتو ، لذلك تكمن المشكلة الرئيسية في ضمان موثوقية معدات المسبار وحمايتها من تدفقات الجسيمات الباردة والكونية. دعونا نأمل أن يتعامل العلم الروسي مع المهمة الصعبة.
المشكلة الرئيسية الثالثة في الطريق إلى عوالم بعيدة تبدو قصيرة وموجزة: التواصل!
ضمان التواصل المستقر مع المحطة بين الكواكب - هذه المسألة ليست أقل شأنا من تعقيد بناء "برج بابل". على سبيل المثال ، المسبار الكوكبي فوييجر 2 ، الذي غادر النظام الشمسي في أغسطس 2012 وهو الآن يطفو في الفضاء بين النجوم ، يتجه نحو سيريوس ، والذي سيصل إليه خلال 296 سنة أرضية. تقع فوييجر 000 حاليًا على مسافة 2 مليار كيلومتر من الأرض ، وتبلغ قوة جهاز إرسال المسبار بين الكواكب 15 واط (مثل المصباح الكهربائي في ثلاجتك). سيهز الكثير منكم رأسك في حالة عدم تصديق - لإلقاء نظرة على الضوء الخافت لمصباح كهربائي بقوة 23 واط من مسافة 23 مليار كيلومتر ... هذا مستحيل.
للمقارنة: من أجل التغلب على مسافة 15 مليار كيلومتر ، تحتاج إلى قيادة سيارة بشكل مستمر بسرعة 100 كم / ساعة لمدة 17 ألف عام. الآن انظر إلى الوراء وحاول رؤية ضوء الثلاجة في بداية الرحلة.
ومع ذلك ، يتلقى مهندسو ناسا بانتظام بيانات القياس عن بعد من المسبار بسرعة 160 نقطة في الثانية. إشارة جهاز الإرسال Voyager 2 ، بعد تأخير مدته 14 ساعة ، تصل إلى الأرض بطاقة 0,3 جزء من تريليون جزء من واط! وهذا يكفي تمامًا - هوائيات يبلغ طولها 70 مترًا لعقد اتصالات الفضاء السحيق التابعة لوكالة ناسا في الولايات المتحدة الأمريكية وأستراليا وإسبانيا تستقبل وتفك تشفير إشارات المتجولين في الفضاء بثقة. مقارنة أخرى مخيفة: طاقة البث الراديوي للنجوم ، المقبولة لوجود علم الفلك الراديوي الفضائي بالكامل ، لا تكفي لتسخين كوب من الماء حتى بمقدار جزء من المليون من الدرجة! إن حساسية هذه الأجهزة مذهلة بكل بساطة. وإذا اختار مسبار بعيد بين الكواكب التردد الصحيح ووجه هوائيه نحو الأرض ، فسيُسمع بالتأكيد.
عقدة اتصالات الفضاء السحيق التابعة لوكالة ناسا في نصف الكرة الجنوبي من الأرض. كانبيرا ، أستراليا
لسوء الحظ ، لا توجد بنية تحتية أرضية لاتصالات الفضاء السحيق في روسيا. مجمع ADU-1000 "بلوتون" (الذي بني في عام 1960 ، إيفباتوريا ، القرم) قادر على توفير اتصال مستقر مع المركبات الفضائية على مسافة لا تزيد عن 300 مليون كيلومتر - وهذا كافٍ للتواصل مع كوكب الزهرة والمريخ ، ولكنه قليل جدًا عندما تحلق إلى "كواكب خارجية".
ومع ذلك ، لا ينبغي أن يصبح الافتقار إلى المعدات الأرضية اللازمة عقبة أمام روسكوزموس - سيتم استخدام هوائيات ناسا القوية للتواصل مع الجهاز في مدار حول كوكب المشتري. ومع ذلك ، فإن الوضع الدولي للمشروع يلزم ...
أخيرًا ، لماذا تم اختيار جانيميد للبحث وليس أوروبا ، التي تعتبر واعدة أكثر من حيث البحث عن المحيط تحت الجليدي؟ علاوة على ذلك ، تم تصنيف المشروع في الأصل باسم "Europe-P". ما الذي جعل العلماء الروس يعيدون النظر في نواياهم؟
الإجابة بسيطة وغير سارة إلى حد ما. في الواقع ، كان من المفترض أصلاً أن تهبط على سطح أوروبا.
في هذه الحالة ، كان أحد الشروط الأساسية حماية المركبة الفضائية من تأثيرات أحزمة إشعاع المشتري. وهذا ليس تحذيرًا بعيد المنال - فقد تلقت محطة الكواكب "جاليليو" ، التي دخلت مدار كوكب المشتري في عام 1995 ، 25 جرعة من الإشعاع المميت للإنسان في مدارها الأول. تم حفظ المحطة فقط من خلال الحماية الفعالة من الإشعاع.
في الوقت الحالي ، تمتلك وكالة ناسا التقنيات اللازمة للحماية من الإشعاع وحماية معدات المركبات الفضائية ، لكن للأسف ، حظر البنتاغون نقل الأسرار التقنية إلى الجانب الروسي.
اضطررت إلى تغيير المسار بشكل عاجل - بدلاً من أوروبا ، تم اختيار جانيميد ، على بعد مليون كيلومتر من كوكب المشتري. سيكون الاقتراب من الكوكب أمرًا خطيرًا.
معرض صور صغير:
مسبار "جاليليو" لدراسة كوكب المشتري ، إعداد ما قبل الإطلاق ، 1989
"قرص" بلوتونيوم ساخن أحمر من مولد النظائر المشعة لمسبار غاليليو
هوائيات اتصالات الفضاء السحيق ADU-1000 "بلوتون" القرم
هيكل جانيميد ويوروبا. الفرضية الحديثة
محطة بين الكواكب "جونو" في مدار كوكب المشتري ، خيال الفنان
منظر لكوكب المشتري من السطح الجليدي لأوروبا ، مع قمر آخر ، Io ، مرئي إلى اليمين
معلومات