stsci-h-p2016a-m-2000x1374-1

انطلق رواد الفضاء إلى المدار من الولايات المتحدة لأول مرة منذ نحو عقد من الزمان، وأرسلت ثلاث دول مركبات فضائيةً نحو المريخ، وأخذ المستكشفون الآليون عينات من صخور القمر، ونماذج من حصى كويكب ثم عادوا إلى الأرض.

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/sfc.jpg"><img class="aligncenter size-full wp-image-96633" src="https://www.ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/sfc.jpg" alt="إنجازات الفضاء في 2020 نقطة مضيئة في عام مليء بالمواقف العصيبة - العمليات الفضائية التي خرج بها العلماء في العام 2020 - سبيس إكس" width="800" height="480" /></a>

وفر الفضاء لحظات من الأمل والمجد في عام صعب ومرهق، وهو يعد بفعل الشيء نفسه في عام 2021، مع الهبوط في شهر فبراير على المريخ وإطلاق الجيل الجديد من تلسكوب جيمس ويب الفضائي الذي يعد خليفة تلسكوب هابل في الخريف المقبل.

تأمل شركة بوينغ باللحاق بسبيس إكس في قسم إطلاق رواد الفضاء، في حين أن السياحة الفضائية قد تنطلق أخيرًا. قال سكوت هوبارد «قيصر المريخ» السابق في ناسا الذي يدرس الآن في جامعة ستانفورد: «يعد عام 2021 بأن يكون نقطةً مضيئةً في استكشاف الفضاء، وربما تفوق إنجازاته ذلك».

مع أن جائحة فيروس كورونا أدت إلى تعقيد العمليات الفضائية في جميع أنحاء العالم في عام 2020، فإن معظم المهمات ذات الأولوية القصوى بقيت على المسار الصحيح، بقيادة الولايات المتحدة والصين والإمارات العربية المتحدة في تدافع نحو المريخ في يوليو.

ستسافر أول مركبة فضائية بين الكواكب لفحص الغلاف الجوي للمريخ، تعد هذه المركبة الفضائية مركبةً مداريةً تابعةً لدولة الإمارات العربية المتحدة. من المقرر أن تهبط مركبة بريسيرفانس التابعة لوكالة ناسا في 18 فبراير في دلتا نهر قديم وبحيرة حيث قد تكون الحياة المجهرية قد ازدهرت ذات مرة. ستنقب المركبة الجوالة في القشرة الجافة على المريخ، وتجمع العينات لإعادتها إلى الأرض في نهاية المطاف.

[caption id="attachment_96632" align="aligncenter" width="800"]<a href="https://www.ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/dsa.jpg"><img class="size-full wp-image-96632" src="https://www.ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/dsa.jpg" alt="المركبة الفضائية أوزوريس ريكس تأخذ عينةً من سطح الكويكب بينو" width="800" height="480" /></a> المركبة الفضائية أوزوريس ريكس تأخذ عينةً من سطح الكويكب بينو[/caption]

سيبحث الثنائي الصيني المتجول المداري Tianwen-1 عن علامات الحياة القديمة.

تخطت وكالات الفضاء الأوروبية والروسية نافذة الإطلاق على كوكب المريخ عام 2020، إذ تأجل إطلاق مركبتهم الفضائية المريخية حتى عام 2022 بسبب مشكلات فنية إلى جانب قيود جائحة كوفيد-19.

وضعت الصين أنظارها على القمر في عام 2020، حيث هبطت ثم انطلقت من سطح القمر في ديسمبر مع أول صخور قمرية جمعتها لإعادتها إلى الأرض منذ سبعينيات القرن الماضي. أعادت اليابان قطعًا من كويكب ريوجو، وتمثل هذه القطع الدفعة الثانية خلال عقد من الزمن، إلا أنها تطمح إلى المزيد من عينات الكويكبات مستقبلًا، إذ أخذت مركبة الفضاء أوزوريس ريكس التابعة لناسا حفنةً من حصى الكويكب بينو في أكتوبر لإعادتها في عام 2023.

[caption id="attachment_96631" align="aligncenter" width="800"]<a href="https://www.ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/scz.jpg"><img class="size-full wp-image-96631" src="https://www.ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/scz.jpg" alt="الكبسولة اليابانية تعيد قطعًا من الكويكب ريوجو" width="800" height="480" /></a> الكبسولة اليابانية تعيد قطعًا من الكويكب ريوجو[/caption]

في غضون ذلك، كانت شركة سبيس إكس التي يملكها إيلون ماسك تنبض بالحياة في عام 2020. وفي مايو، أصبحت أول شركة خاصة تضع الناس في المدار، وهو إنجاز زعمته سابقًا ثلاث قوًى عظمى عالمية. كان الطياران التجريبيان أول رواد فضاء يعملون مع وكالة ناسا ويقودون مركبةً فضائيةً بعلامة تجارية جديدة منذ نحو 40 عامًا، وأول من ينطلق من فلوريدا منذ انتهاء برنامج المكوك في عام 2011.

في نوفمبر، ركب أربعة رواد فضاء آخرين كبسولة سبيس إكس دراجون إلى محطة الفضاء الدولية. بعد ثلاثة أسابيع، أطلقت سبيس إكس أكبر شحنة لها حتى الآن إلى المحطة الفضائية لناسا. قال رائد الفضاء مارك كيلي -الذي أصبح عضوًا في مجلس الشيوخ الأمريكي- عن كبسولة التنين ذات الرأس المزدوج: «هذا إنجاز مثير للإعجاب يجب أن يفخر به الأمريكيون». قبل رحلات سبيس إكس، كانت كبسولات سويوز الروسية المكونة من ثلاثة أشخاص هي الطريقة الوحيدة لإيصال رواد الفضاء إلى محطة الفضاء فور إغلاق مكوكات ناسا.

تسعى شركة بوينغ، التي تعد شركةً أخرى لنقل رواد فضاء مستأجرةً تابعةً لناسا، إلى إعادة تشغيل كبسولتها ستارلاينر بعد رحلة تجريبية أثبتت عطلًا بالبرمجيات في ديسمبر 2019. وتستأنف الرحلة مرةً أخرى مع عدم وجود أحد على متنها في الربيع. إذا نجحت الإصلاحات ووصلت الكبسولة أخيرًا إلى المحطة الفضائية، فقد يسافر رواد الفضاء الأوائل من ستارلاينر بحلول الصيف.

[caption id="attachment_96630" align="aligncenter" width="800"]<a href="https://www.ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/erg.jpg"><img class="size-full wp-image-96630" src="https://www.ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/erg.jpg" alt="انطلاق رائدي الفضاء نحو المدار على متن صاروخ أمريكي من الأراضي الأمريكية" width="800" height="480" /></a> انطلاق رائدي الفضاء نحو المدار على متن صاروخ أمريكي من الأراضي الأمريكية[/caption]

توج ماسك العام 2020 برحلة تجريبية لطائرة ستارشيب، المركبة الصاروخية التي صنعها لنقل الناس إلى القمر والمريخ. أدت المركبة العرض التجريبي في 9 ديسمبر بأفضل طريقة ممكنة حتى حصل انفجار ناري عند الهبوط. ومع ذلك كان ماسك متفائلًا. في الوقت نفسه، تعمل سبيس إكس على توسيع نطاق الرواد الذين سيركبون المركبة «دراجون». في أواخر العام المقبل، تتوقع سبيس إكس إطلاق أول رحلة دراجون ممولة من القطاع الخاص في صفقة رتبتها شركة أكسيوم سبيس ومقرها هيوستن.

سيرافق مايكل لوبيز أليجريا من شركة أكسيوم -وهو رائد فضاء سابق في ناسا، والرئيس السابق لاتحاد رحلات الفضاء التجارية- رجل الأعمال الإسرائيلي إيتان ستيب واثنين من العملاء الآخرين الذين يدفعون رسومًا إلى المحطة الفضائية. كان ستيب -وهو طيار مقاتل سابق- صديقًا مقربًا لرائد الفضاء الإسرائيلي الأول، إيلان رامون، الذي توفي على متن مكوك الفضاء كولومبيا في عام 2003.

هل سينضم إليهم توم كروز؟ أجرى الممثل محادثات مع وكالة ناسا هذا العام حول تصوير فيلم في محطة الفضاء.

قال لوبيز أليجريا في رسالة بالبريد الإلكتروني: «هذه هي البداية الحقيقية لرحلات الفضاء الخاصة، وستؤدي هذه الرحلات عدة مهام خاصةً في مدار الأرض سنويًا. لقد كنت أقول على مدى عقد من الزمان أن رحلات الفضاء البشرية التجارية هي القفزة العملاقة التالية».

ما تزال شركتا السفر إلى الفضاء -بلو اوريجين التابعة لجيف بيزوس وفيرجين غلاكتيك التابعة لريتشارد برانسون- تجريان رحلات تجريبية، ولم تحددا بعد المواعيد الثابتة لإطلاق العملاء في رحلات قصيرة إلى حافة الفضاء والعودة.

[caption id="attachment_96629" align="aligncenter" width="800"]<a href="https://www.ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/3f.jpg"><img class="size-full wp-image-96629" src="https://www.ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/3f.jpg" alt="ألكسندر ماذر، من فيرجينيا، يقف بجوار نموذج لمركبة مارس 2020 اسمها بريسيرفانس في مسابقة في مركز كينيدي للفضاء في كيب كانافيرال، فلوريدا" width="800" height="480" /></a> ألكسندر ماذر، من فيرجينيا، يقف بجوار نموذج لمركبة مارس 2020 اسمها بريسيرفانس في مسابقة في مركز كينيدي للفضاء في كيب كانافيرال، فلوريدا[/caption]

ما تزال ناسا تستهدف الإطلاق الأول في نوفمبر لصاروخها القمري الجديد الذي يعد نظام إطلاق فضائي بكبسولة أوريون التي ستنطلق من دون طاقم. حددت إدارة ترامب 2024 موعدًا نهائيًا لأول هبوط على سطح القمر منذ برنامج أبولو التابع لناسا قبل نصف قرن. في هذا الشهر فقط، قدمت ناسا 18 رائد فضاء سيتدربون على برنامج القمر المسمى أرتميس، المطابق للبرنامج الأسطوري أبولو.

سنرى الكيفية التي قد يغير بها الرئيس المنتخب جو بايدن برنامج الهبوط على سطح القمر.

[caption id="attachment_96628" align="aligncenter" width="1667"]<a href="https://www.ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/7i.jpg"><img class="size-full wp-image-96628" src="https://www.ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/7i.jpg" alt="انطلاق صاروخ H-IIA مع مركبة كوكب المريخ الإماراتية هوب من مركز تانيغاشيما للفضاء في كاجوشيما، جنوب اليابان" width="1667" height="2500" /></a> انطلاق صاروخ H-IIA مع مركبة كوكب المريخ الإماراتية هوب من مركز تانيغاشيما للفضاء في كاجوشيما، جنوب اليابان[/caption]

أشار جون لوجسدون، الأستاذ الفخري في معهد سياسة الفضاء بجامعة جورج واشنطن: «أيًا كان ما يمكن قوله عن السنوات الأربع لإدارة ترامب، فقد كانت إيجابيةً لبرنامج الفضاء المدني الأمريكي. لم تلغ أي برامج رئيسية سابقة، وأعطي توجيه واضح لبرنامج الاستكشاف البشري، وازداد التمويل للبرامج الحالية، هذا إرث يمكن لإدارة بايدن البناء عليه، فقد توجد سلسلة مستمرة من النجاحات في السنوات المقبلة».

<strong>اقرأ أيضًا:</strong>

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/?p=93411">10 أسباب تجعل استكشاف الفضاء مهمًا لك شخصيًا</a>

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/?p=81114">الوقت الأمثل لاستكشاف الكون هو الآن، لهذا السبب</a>

ترجمة: أمين المومني

تدقيق: راما الهريسي

<a href="https://phys.org/news/2020-12-world-space-bright-stressful.html">المصدر</a>

إنجازات الفضاء في 2020 نقطة مضيئة في عام مليء بالمواقف العصيبة

n_star_layers_printsize

يساعد تحليل جديد للضوء وموجات الجاذبية الناتجة عن اصطدام النجوم النيوترونية في الكشف عما بداخل هذه الأجسام فائقة الكثافة. يختبئ لغز داخل جثث النجوم الميتة، فالنجوم النيوترونية -التي تتشكل عندما تموت أنواع معينة من النجوم في انفجارات المستعر الأعظم- هي أكثر أشكال المادة كثافة في الكون بعد الثقوب السوداء، التي تجاوزت حدود الفيزياء الطبيعية تمامًا. فقد ضُغطت الذرات في النجوم النيوترونية بشدة بفعل الجاذبية لدرجة أنها تحطمت؛ فاندمجت البروتونات والإلكترونات بداخلها معًا لتكوين نيوترونات، تاركة أجسامًا بحجم مدن صغيرة تحتوي على كتل أكبر من الشمس.

نحو 95٪ من كتلة النجم النيوتروني هي نيوترونات نقية، لكن الفيزيائيين يتساءلون عما يحدث في المركز ذاته، إذ تبلغ الكثافة ذروتها.

هل تنقسم النيوترونات إلى الكواركات والغلوونات المكونة لها؟

هل تتحول بعض الكواركات من نكهاتها العلوية والسفلية العادية لتصبح «كواركات غريبة» أغرب وأثقل، أو غير موجودة في المادة العادية؟

هل تُشكل الجسيمات حالة قصوى من المادة تسمى المائع الفائق الذي يتحلل دون لزوجة، ولا يتباطأ أبدًا؟

اقترب العلماء من فهم الأعمال الداخلية لهذه الأجسام الغريبة عبر دراسة الضوء وموجات الجاذبية التي تنتج عندما يصطدم نجمان نيوترونيان ببعضهما ويتحولان إلى ثقب أسود.

موجات الجاذبية هي طيات في الزمكان تتشكل عندما تتحرك الكتل الكبيرة.

لم يتمكن العلماء من اكتشاف موجات الجاذبية إلا في عام 2015، ولم يرصدوا سوى عدد قليل من الأحداث المتعلقة بالنجوم النيوترونية حتى الآن، إذ كانت الأحداث الأخرى اصطدامات ثقوب سوداء.

لكن دراسة خصائص هذه الموجات -ترددها وكيف تتغير بمرور الوقت- يمكنها إخبار العلماء كثيرًا عن الأجسام التي أنشأتها.

يسعى الفيزيائيون إلى الحصول على قياسات دقيقة لكتل وأنصاف أقطار النجوم النيوترونية، التي من شأنها أن تساعد في الكشف عن «معادلة الحالة» العلاقة بين الضغط والكثافة داخل هذه النجوم.

إن معرفة معادلة حالة النجم النيوتروني من شأنها أن تشير إلى نوع المادة المختبئة بداخلها.

في دراسة جديدة، دمج فريق دولي من الباحثين قياسات الموجات الجاذبية من اصطدام نجمين نيوترونيين، إضافةً إلى إشارات الضوء التي وصلت مع أحدهما -الأخرى كانت مظلمة- مع تقديرات لكتل النجوم النيوترونية وأنصاف أقطارها من طريق مشاهدة النجوم النيوترونية التي تدور بسرعة تسمى «النجوم النابضة».

يقول عضو الدراسة تيم ديتريش من جامعة بوتسدام في ألمانيا، الذي شارك في تأليف ورقة بحثية نُشرت اليوم في مجلة ساينس: «الميزة الكبرى أنها صورة متماسكة للغاية نجمع كل الأشياء التي نعرفها حاليًا، بما في ذلك موجات الجاذبية والموجات الكهرومغناطيسية، والمعلومات من النجوم النيوترونية المفردة، والحسابات النظرية من الفيزياء النووية».

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/Screenshot-2021-01-13-143327.png"><img class="aligncenter size-full wp-image-96852" src="https://www.ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/Screenshot-2021-01-13-143327.png" alt="موجات الجاذبية تستكشف مادة غريبة داخل النجوم النيوترونية - ما الذي يوجد داخل النجوم النيوترونية - الأمواج الثقالية والنجوم النيوترونية" width="987" height="660" /></a>

معادلة الحالة التي استخلصوها تنبأت بأن نجمًا نيوترونيًا يحتوي على 1.4 كتلة شمس سيكون نصف قطره نحو 11.75 كيلومترًا، زائد أو ناقص 0.81 إلى 0.86 كم، هذا يزيد قليلاً عن نصف طول مانهاتن.

وأضاف: «يعتمد حجم النجم النيوتروني مباشرة على سلوك المادة داخل النواة، لذلك يمنحنا هذا فهمًا أفضل لخصائص مادة النجم النيوتروني».

مثال ذلك، إذا بقيت النيوترونات سليمة في نواة هذه النجوم؛ فإنها ستندفع تجاه الطبقات الخارجية، ما يؤدي إلى نصف قطر أكبر قليلًا. من ناحية أخرى، إذا تحطمت النيوترونات إلى حساء من الكواركات؛ فإن النواة ستكون إسفنجية وسينكمش النجم قليلاً، ما ينتج عنه نصف قطر أصغر.

يتوافق القياس الجديد بصورة عامة مع الدراسات السابقة التي نظرت في بيانات موجات الجاذبية وطرق أخرى لقياس حجم النجم النيوتروني.

يقول مارك ألفورد عالم فيزياء في جامعة واشنطن في سانت لويس: «هذه الورقة تحليل مفصل لطيف للدراسات السابقة، ولا تُغيّر الانطباع العام الذي كان موجودًا في السنوات القليلة الماضية، بأن نصف قطر النجم النيوتروني يبلغ نحو 11 إلى 13 كيلومترًا».

وأضافت آنا واتس، عالمة الفيزياء الفلكية بجامعة أمستردام: «إن هذا النوع من التحليل المركب هو بوضوح الطريق إلى الأمام لكن لا شيء من القياسات جيد بما يكفي لتحديد طبيعة المادة الكثيفة».

سنحتاج إلى انتظار البيانات المستقبلية لفهم ما يحدث داخل النجوم النيوترونية حقًا.

قال الفيزيائي جيمس لاتيمر من جامعة ستوني بروك الذي لم يشارك في البحث: «أعتقد أنه تحليل جيد جدًا»، ويحذر من أنه عند نمذجة مدى ملاءمة المعادلات المختلفة للحالة مع البيانات، ربما يكون الفريق قد حذف عن طريق الخطأ الكثير من المعادلات التي تنتج نجومًا نيوترونية ذات أنصاف أقطار كبيرة.

وأوضح: «أعتقد أنهم قللوا من شأن هامش عدم اليقين -هامش الخطأ- لديهم ولكن بمعنى ما، إنها مسألة رأي ومدى إيمانك بأساليب إحصائية مختلفة».

إلى جانب الكشف عن أسرار النجوم النيوترونية، أنتجت الدراسة أيضًا قياسًا لثابت هابل، الذي يعكس معدل تمدد الكون.

لاشتقاق الثابت، استخدم العلماء اتساع موجات الجاذبية القادمة من أحد الاصطدامات لتقدير المسافة التي حدث فيها الاصطدام، ثم قارنوا قياس المسافة مع السرعة المعروفة للمجرة المضيفة للتصادم، التي قيست عبر النظر إلى الانزياح نحو الأحمر للمجرة وهو مقدار انزلاق ضوئها نحو النهاية الحمراء للطيف.

ثابت هابل الذي وجدوه 66.2 كيلومترًا في الثانية لكل ميجا فرسخ، ليس دقيقًا بما يكفي للاختيار بين القياسات المتنافسة الموجودة بالفعل، لكنه يضيف نقطة بيانات أخرى إلى السؤال المتنازع عليه بشدة حول مدى سرعة نمو الكون.

يأمل العلماء في تطبيق نفس النوع من التحليل على الاصطدامات المستقبلية للنجوم النيوترونية التي تظهر.

تقول عضو الفريق سارة أنتير من جامعة باريس، عالمة الفلك التي تبحث عن الإشارات الضوئية المصاحبة لأحداث الموجات الثقالية: «لقد اتخذنا هذه الخطوة الأولى، والآن سنمضي قدمًا».

وأضافت: «مهمتي ربط المراصد المختلفة لتوفير شبكة لإجراء ملاحظات فورية عندما تعثر أجهزة كشف الموجات الجاذبية على إشارة جديدة».

ينتظر الفيزيائيون وقتهم حتى يأتي الجيل التالي من أجهزة كشف الموجات الجاذبية، مثل المستكشف الكوني في الولايات المتحدة وتلسكوب آينشتاين في أوروبا، على الإنترنت في العقد الثالث من القرن الحالي. يجب أن تكون هذه الآلات أكثر حساسية، ما يسمح لها بالتقاط العديد من الإشارات من المزيد من الأحداث وتقديم بيانات عالية الدقة.

يجب أن تجمع المشاريع المستقبلية -مثل مهمة توقيت الأشعة السينية وقياس الاستقطاب، ومرصد أثينا للأشعة السينية- قياسات أكثر دقة للنجوم النابضة.

لقد تعلم العلماء الكثير في الوقت القصير منذ أن أصبحت بيانات الموجات الجاذبية متاحة، ويعد المستقبل بتوسيع معرفتنا بشكل كبير بالمادة المتطرفة تحت ضغط شديد.

يقول لاتيمر: «كانت السنوات الأربع الماضية رائعة»، وأضاف: «تُظهر الإمكانات التي سنحصل عليها في المستقبل، يجب أن يكون لدينا العديد من القياسات من أحداث موجات الجاذبية، كلما أضفنا كل حدث جديد، ستتقارب النتائج».

<strong>اقرأ أيضًا:</strong>

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/?p=15412">ما هي النجوم النيوترونية ؟</a>

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/?p=87410">اكتشاف نوع جديد من المادة داخل النجوم النيوترونية</a>

ترجمة: أمين المومني

تدقيق: تسبيح علي

<a href="https://www.scientificamerican.com/article/gravitational-waves-probe-exotic-matter-inside-neutron-stars1/">المصدر</a>

موجات الجاذبية تستكشف مادة غريبة داخل النجوم النيوترونية

9255078_orig

إن نقل البشر إلى المريخ والعودة أمر صعب نوعًا ما. في الواقع، صعب جدًا. تواجه وكالة ناسا وغيرها من رواد المريخ المحتملين العديد من التحديات عند التخطيط لبعثات إلى الكوكب الأحمر، لكن أهمها هو كمية الوقود اللازم. قبل 50 عامًا، خلال برنامج أبولو تحديدًا، ذهب البشر إلى القمر باستخدام الدفع الكيميائي، أي باستخدام محركات الصواريخ التي تحرق الأكسجين السائل والهيدروجين في غرفة احتراق. كان لذلك مزاياه، مثل القدرة على بدء تشغيل المحرك وإيقافه بسرعة، وكانت التكنولوجيا آنذاك هي الأكثر تطورًا للسفر عبر الفضاء. منذ ذلك الحين، ابتُكر القليل من تقنيات الدفع الجديدة في الفضاء. لكن لا يوجد أفضل وأسرع للبشر من الدفع الكيميائي.

هذه مشكلة. لدى ناسا مهمتان أساسيتان لإرسال أربعة رواد فضاء أو أكثر إلى المريخ، لكن الاعتماد على الدفع الكيميائي للمغامرة بالسفر أبعد من القمر قد لا ينجح. السبب الرئيسي هو أن إرسال المؤن ورواد الفضاء إلى المريخ يتطلب الكثير من وقود الصواريخ. حتى في الظروف المواتية حين تصطف الأرض مع المريخ كل 26 شهرًا، ستتطلب مهمة البشر إلى المريخ 1000 - 4000 طن متري من الوقود.

لتستطيع تصور الأمر، فعند الترقية إلى تكوين «بلوك 1 بي» الخاص به، سيتمتع صاروخ نظام الإطلاق الفضائي التابع لناسا بسعة حمل 105 طن إلى مدار أرضي منخفض. تتوقع ناسا إطلاق هذا الصاروخ مرة واحدة في السنة، ومن المرجح أن تبلغ تكلفته نحو ملياري دولار للرحلة.

لذا فإن الحصول على وقود كافٍ في المدار لمهمة المريخ سيتطلب ما لا يقل عن 10 عمليات إطلاق لصاروخ نظام الإطلاق الفضائي، أو نحو عقد من الزمن و 20 مليار دولار، فقط من أجل الوقود.

الخلاصة: إذا أردنا الذهاب إلى المريخ، فربما نحتاج إلى التفكير في طرق أخرى لتحقيق ذلك.

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/Project-Orion.jpg"><img class="aligncenter size-full wp-image-98589" src="https://www.ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/Project-Orion.jpg" alt="الدفع النووي.. الطريقة الواقعية الوحيدة لإرسال البشر إلى المريخ - نقل البشر إلى المريخ والعودة - التخطيط لبعثات إلى الكوكب الأحمر" width="800" height="500" /></a>
<h3>التحول إلى الوقود النووي</h3>
يقدم تقرير جديد من الأكاديميات الوطنية للعلوم والهندسة والطب بعض الإجابات عن طريقتين بديلتين. بناءً على طلب وكالة ناسا، قيّمت لجنة واسعة من الخبراء جدوى وسيلتين للدفع -حراري نووي وكهربي نووي- لمهمة بشرية ستُطلق إلى المريخ عام 2039

قال بوبي براون، مدير علوم الكواكب في مختبر الدفع النفاث، الرئيس المشارك للجنة صاحبة التقرير: «إن إحدى النقاط الرئيسية للتقرير هي أننا إذا أردنا إرسال البشر إلى المريخ ، ونريد القيام بذلك مرارًا وتكرارًا وبطريقة مستدامة، فإن الدفع الفضائي النووي هو الطريق الصحيح».

لم يُطلب من اللجنة التوصية بتكنولوجيا معينة، يعتمد كل منها على التفاعلات النووية، لكنها تعمل عملًا مختلفًا. يتضمن الدفع الحراري النووي محركًا صاروخيًا يحل فيه المفاعل النووي محل غرفة الاحتراق ويحرق الهيدروجين السائل وقودًا.

يحول الدفع الكهربائي النووي الحرارة من مفاعل الانشطار إلى طاقة كهربية، مثل محطة توليد الطاقة على الأرض، ثم يستخدم هذه الطاقة لإنتاج قوة الدفع بتسريع دافع مؤين، مثل الزينون.

قال براون عن هدف المريخ 2039: «إذا نظرت إلى توصيات اللجنة الخاصة بالدفع الحراري النووي، فقد رأينا أنه برنامج قوي، مبني على العمل التأسيسي الذي أُنجز حديثًا، قد يقودنا إلى هناك. فيما يتعلق بالدفع الكهربائي النووي، رأينا أنه من غير الواضح أن مثل هذا البرنامج يمكنه إيصالنا إلى هناك، لكننا لم نجزم بالعكس ذلك».

يتطلب الدفع النووي وقودًا أقل بكثير من الدفع الكيميائي، غالبًا أقل من 500 طن متري. سيكون ذلك مفيدًا لمهمة المريخ التي ستشمل عدة مهام متقدمة لتجهيز الإمدادات مسبقًا على الكوكب الأحمر. أيضًا فإن استهلاك وقود الدفع النووي أكثر اتساقًا مع فرص الإطلاق التي تتيحها مدارات الأرض والمريخ. في أثناء بعض عمليات الاقتران، التي تحدث كل 26 شهرًا تقريبًا، يكون الوقود المطلوب لإكمال مهمة المريخ بالوقود الكيميائي مرتفعًا لدرجة أنه ببساطة غير ممكن.
<h3>خطة وكالة ناسا</h3>
يقول التقرير إنه إذا كانت ناسا ستستخدم الدفع النووي في مهمات بشرية خلال ثلاثينيات القرن الحالي، فيجب أن تبدأ بتطوير التكنولوجيا فورًا. حتى الآن، كانت الوكالة متحفظة إلى حد ما للتحرك بسرعة في مجال الدفع النووي. قد يكون هذا جزئيًا بسبب حقيقة أن الوكالة تستثمر استثمارًا كبيرًا في صاروخ نظام الإطلاق الفضائي والدفع الكيميائي اللازم لبرنامج القمر أرتميس. لذلك، في السنوات الأخيرة، لم تطلب ناسا تمويل برنامج الدفع النووي. لقد خصص الكونجرس المال لهذا الجهد على أي حال. في مشروع قانون موازنة العام المالي 2021، تلقت وكالة ناسا 110 مليون دولار لتطوير الدفع الحراري النووي.

قال براون إن الأمر سيكون مكلفًا للغاية، على الأقل يجب على ناسا أن تعمل مع وزارة الطاقة وأقسام أخرى من الحكومة لتطوير هذه التكنولوجيا والبدء برحلات الشحن إلى المريخ منتصف ثلاثينيات القرن الحالي. ومع ذلك، أضاف أن هذا النوع من المشروعات هو ما ستتمكن ناسا من تحقيقه.

قال براون: «إنه نوع التحدي التكنولوجي الذي أُنشئَت ناسا من أجله، وهو نوع من التحدي التكنولوجي الذي تتوقع أمتنا أن تستطيع ناسا التغلب عليه، كما فعلت من قبل في برنامج أبولو».
<h3>مشروع ستارشيب</h3>
ماذا عن مفهوم المركبة الفضائية التي تبنيها شركة سبيس إكس لإرسال البشر إلى المريخ ؟ يسعى المشروع إلى معالجة مشكلة الحاجة إلى الكثير من الوقود الكيميائي، بتطوير نظام إطلاق منخفض التكلفة قابل لإعادة الاستخدام. يعرف مهندسو سبيس إكس أن الوصول إلى المريخ سيستغرق الكثير من الوقود، لكنهم يظنّون أن المشكلة قابلة للحل إذا تمكنوا من بناء مركبة ستارشيب تحلّق بعيدًا بتكلفة قليلة نسبيًا. المفهوم الأساسي هو إطلاق مركبة ستارشيب إلى المدار مع خزانات فارغة، ونقل الوقود الذي أطلقته مركبات ستارشيب الأخرى في مدار أرضي منخفض قبل إطلاق المركبة إلى المريخ.

قال براون إن سبيس إكس تطور خطة لإرسال البشر إلى المريخ بافتراضات مختلفة عن وكالة ناسا. وقال: «أعتقد أنه يوجد اختلاف جوهري في الافتراضات التي تسعى ناسا لتحقيقها بشأن نوع البنى التحتية اللازمة على سطح المريخ».

هذا لا يعني أن مركبة ستارشيب لن تعمل. ومع ذلك، فإنه يوضح التحدي المتمثل في إرسال مهمة إلى المريخ بالدفع الكيميائي فقط. لاستخدام الدفع التقليدي، يحتاج المرء إلى دفع إعادة الاستخدام والصواريخ الثقيلة إلى حدودها القصوى، وهو بالضبط ما تحاول سبيس إكس تحقيقه مع نظام الإطلاق القابل لإعادة الاستخدام.

<strong>اقرأ أيضًا:</strong>

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/?p=11620">خطة روسية جنونية للوصول الى المريخ خلال 45 يوم باستخدام الطاقة النووية</a>

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/?p=77077">محركات الاعوجاج التي تفوق سرعتها سرعة الضوء، هل سنحوزها يومًا؟</a>

ترجمة: أمين المومني

تدقيق: مازن النفوري

مراجعة: أكرم محيي الدين

<a href="https://arstechnica.com/science/2021/02/report-nasas-only-realistic-path-for-humans-on-mars-is-nuclear-propulsion/?fbclid=IwAR0hRSlOj2SRW2LyX51Yh53QMIzjZh6ymgo2TzhTlypINAfgU4TY5F89RXU">المصدر</a>

الدفع النووي.. الطريقة الواقعية الوحيدة لإرسال البشر إلى المريخ

1000x-1-7

القلق في المدن ليس من ارتفاع مستوى سطح البحر فحسب - بل إنها تغرق ببطء أيضًا تحت وطأة التنمية، وفقًا لبحث جديد يؤكد على أهمية أخذ عوامل الغرق في نماذج مخاطر تغير المناخ.

نظر عالم الجيوفيزياء توم بارسونز، من وكالة المسح الجيولوجي الأمريكية، إلى مدينة سان فرانسيسكو كدراسة حالة لكيفية تأثير التطورات الميدنية الكبيرة على سطح الأرض.

حسب حساباته، انخفضت سان فرانسيسكو مع مرور الوقت بقدر 80 ملم في فترة نمو المدينة. وإذا أخذنا بعين الاعتبار أن منطقة الخليج معرضة للتهديد من ارتفاع يصل إلى 300 ملم من ارتفاع مستوى سطح البحر بحلول عام 2050، فإن التباين الإضافي الذي يضاف عن طريق الهبوط البطيء كبيرٌ بما يكفي للقلق.

كتب بارسونز في ورقته: «نظرًا لأن سكان العالم يتحركون بشكل غير متناسب نحو السواحل، فإن هذا الهبوط الإضافي مع الارتفاع المتوقع في مستوى سطح البحر قد يؤدي إلى تفاقم مخاطر الغرق».

مع جرد جميع المباني في المدينة ومحتوياتها، حسب الدراسة فإن وزن منطقة خليج سان فرانسيسكو (عدد السكان: 7.75 مليون) يقدر بحوالي 1.6 تريليون كيلوغرام، أو ما يقرب 8.7 مليون من طائرات بوينج 747.

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/sinking-cities_md.jpg"><img class="aligncenter size-full wp-image-98977" src="https://www.ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/sinking-cities_md.jpg" alt="وزن المدن الهائل يجعلها تغرق، إضافة إلى ارتفاع مستوى سطح البحر - أخذ عوامل الغرق في نماذج مخاطر تغير المناخ - غرق المدن الساحلية" width="864" height="486" /></a>

قد يكون ذلك كافيًا لثني الغلاف الصخري الذي يقع عليه مركز المدينة، وربما بشكل أكثر أهمية، لتغيير المستويات النسبية لكتل الصدع (القطع الصخرية العائمة التي تشكل سطح الأرض).

في الواقع، من المرجح أن يكون الانزلاق البالغ 80 ملم تقديرًا متحفظًا، إذ لم تتضمن حسابات الوزن أشياء خارج المباني - بما في ذلك البنية التحتية للنقل أو المركبات أو الأشخاص. ومن المحتمل أن يحدث نفس النوع من الغرق في أجزاء أخرى من العالم، على الرغم من أنه يعتمد جزئيًا على الجيولوجيا المحلية.

كتب بارسونز: «النتائج المحددة لمنطقة خليج سان فرانسيسكو من المرجح أن تنطبق على أي مركز مدني رئيسي».

«من المحتمل أن تكون تأثيرات الحمل البشري المنشأ على الحواف القارية النشطة تكتونيًا أكبر من المناطق الداخلية القارية الأكثر استقرارًا حيث يميل الغلاف الصخري إلى أن يكون أكثر سمكًا وصلابة».

هناك أسباب كثيرة أخرى للانحدار يجب التفكير فيها أيضًا، بما في ذلك تحرك الصفائح التكتونية وضخ المياه الجوفية اللازمة لدعم تزايد عدد السكان، وهو أمر رأيناه يتسبب في غرق مدن كبيرة في أجزاء أخرى من العالم.

في حين أن الدراسة الحالية نظرت فقط إلى سان فرانسيسكو ومنطقة الخليج، وقدمت بعض الافتراضات العامة فيما يتعلق بالتصميم، فإن النتائج ملحوظة بما يكفي لجعل وزن المدينة اعتبارًا آخر عندما يكتشف العلماء كيف يمكن أن تتغير الجغرافيا بمرور الوقت، وأي المناطق تتعرض للتهديد مع ارتفاع مستوى سطح البحر.

أيضًا ما يزال هناك الكثير من التفاصيل للبحث فيها، لا سيما في المدن المهددة بالفعل من الغمر.

تم بالفعل حساب ضغط الرواسب وأنظمة طبقات المياه الجوفية تحت مطار سان فرانسيسكو الدولي على الساحل -أثقل مبنى في المدينة- على أنه يتسبب في غرق 4 ملم كل عام.

كتب بارسونز: «يجب أن يكون من الممكن تحسين الأساليب المعروضة هنا باستخدام صور الأقمار الصناعية أو الصور الجوية لإجراء تحليلات أكثر تفصيلاً في مناطق الفيضانات المحتملة. قد تسفر مثل هذه التحليلات التفصيلية أيضًا عن رؤى أفضل حول التغييرات في التغيرات المسامية تحت السطح وتدفق السوائل الناتج».

نشر البحث في مجلة AGU Advances.

<strong>اقرأ أيضًا:</strong>

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/?p=54017">هذه البلدان الساحلية بدأت بخسارة أراضيها بسبب ارتفاع مستوى البحر لليابسة</a>

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/?p=31108">ماذا سيحدث للمدن الساحلية إذا استمر ارتفاع مستوى البحار؟</a>

الترجمة: أمين المومني

التدقيق: جورج حلبي

التصنيف: علوم الأرض

<a href="https://www.sciencealert.com/the-weight-of-cities-is-sinking-urban-areas-at-the-same-time-sea-levels-are-rising">المصدر</a>