مسبار الأمل في 50 معلومة.. أهداف ومكاسب وتحديات
في خضم الأحداث الكبيرة قد تتوه التفاصيل، ولا يوجد أكبر وأهم من مشروع الإمارات لاستكشاف المريخ "مسبار الأمل" متعدد التفاصيل، بداية من الإعلان عن المشروع في يوليو 2014، وانتهاء بنجاحه في الوصول إلى مدار المريخ في فبراير 2021.
وحتى لا تتوه بعض التفاصيل المهمة، تلخص "العين الإخبارية"، بمناسبة مرور عام على إطلاق المسبار، أهم 50 معلومة في هذا المشروع، لتغطي هذه المعلومات الفكرة والتصميم وأهمية المشروع وأدواته وأهدافه ومكاسبه الاستراتيجية وتفصيل رحلته للمريخ والصور التي أرسلها والتحديات التي واجهت المشروع.
الفكرة والتصميم
1-مشروع الإمارات لاستكشاف المريخ "مسبار الأمل" هو مبادرة استراتيجية أعلن عنها الشيخ خليفة بن زايد آل نهيان رئيس دولة الإمارات والشيخ محمد بن راشد آل مكتوم نائب رئيس دولة الإمارات رئيس مجلس الوزراء حاكم دبي في 16 يوليو/تموز 2014.
2-عمل فريق مشروع الإمارات لاستكشاف المريخ بمركز محمد بن راشد للفضاء على تصميم المسبار وتطويره بالتعاون مع شركاء نقل المعرفة في جامعة كولورادو في بولدر، وجامعة ولاية أريزونا وجامعة كاليفورنيا بيركلي.
3- مختبر الفيزياء الجويّة والفضاء في جامعة كولورادو في بولدر، هو شريك نقل المعرفة المتخّصص في أدوات المقياس الطيفي بالأشعة فوق البنفسجية التي يحملها المسبار، وكاميرا الاستكشاف.
4- جامعة ولاية أريزونا هي شريك نقل المعرفة في تطوير أدوات المقياس الطيفي بالأشعة تحت الحمراء التي يحملها المسبار.
5- جامعة كاليفورنيا، هي شريك نقل المعرفة للفريق العلمي وحساس المقياس الطيفي بالأشعة ما فوق البنفسجية.
أهمية المشروع
6- مع وصول المسبار بنجاح إلى مدار المريخ سيوفر للمرة الأولى صورة متكاملة للغلاف الجوي للكوكب الأحمر، الأمر الذي سيساعد العلماء على التوصل لفهم أعمق لأسباب تحول كوكب المريخ من كوكب مشابه لكوكب الأرض إلى كوكب ذي تضاريس قاسية.
7- المعلومات التي سيوفرها مسبار الأمل ستساعد على فهم كوكب الأرض والكواكب الأخرى بشكل أفضل، وبالتالي استقصاء فرص العيش في الفضاء الخارجي وبناء مستوطنات بشرية على الكواكب الأخرى.
8- يهدف مسبار الأمل إلى جمع أكثر من 1000 جيجابايت من البيانات الجديدة عن كوكب المريخ، يتم إيداعها في مركز للبيانات العلمية في الإمارات من خلال عدة محطات استقبال أرضية منتشرة حول العالم.
وسيقوم الفريق العلمي للمشروع بفهرسة وتحليل هذه البيانات التي ستكون متاحة للبشرية لأول مرة، ليتم بعد ذلك مشاركتها مجاناً مع المجتمع العلمي المهتم بعلوم المريخ حول العالم في سبيل خدمة المعرفة الإنسانية.
9- بالإضافة إلى أهمية المشروع في استكشاف المريخ، فإن له هدفا أشمل وأعمق وهو تعزيز نمو قطاعات الفضاء والعلوم المتقدمة والتكنولوجيا في دولة الإمارات العربية المتحدة والمساهمة في بناء وتدعيم الاقتصاد المعرفي في الدولة.
10- المسبار نجح في دخول مداره حول كوكب المريخ في 9 فبراير/شباط 2021، ويهدف بشكل أساسي إلى رسم صورة واضحة وشاملة حول مناخ كوكب المريخ في أوقات مختلفة من اليوم وعلى مدار المواسم والفصول.
11- أصبحت الإمارات بدخول المسبار مدار المريخ بنجاح في 9 فبراير/شباط 2021، خامس دولة في تاريخ البشرية تصل إلى الكوكب الأحمر، وثالث دولة تستطيع الوصول من أول محاولة.
12- وصول المسبار إلى كوكب المريخ جاء بالتزامن مع الاحتفال بالذكرى الـ50 لقيام اتحاد دولة الإمارات.
الأدوات والأهداف
13- يحمل مسبار الأمل 3 أدوات علمية هي: كاميرا الاستكشاف، وهي كاميرا رقمية لالتقاط صور رقمية ملونة عالية الدقة لكوكب المريخ ولقياس الجليد والأوزون في الطبقة السفلى للغلاف الجوي.
والمقياس الطيفي بالأشعة تحت الحمراء الذي يقيس درجات الحرارة وتوزيع الغبار وبخار الماء والغيوم الجليدية في الطبقة السفلى للغلاف الجوي.
والمقياس الطيفي بالأشعة ما فوق البنفسجية، والذي يقيس الأكسجين وأول أكسيد الكربون في الطبقة الحرارية وقياس الهيدروجين والأكسجين في الطبقة العليا للغلاف الجوي.
14- يحمل مسبار الأمل في مهمته 4 أهداف علمية، وهي التوصل لفهم أعمق للتغيرات المناخية في كوكب المريخ، ودراسة تأثير أوضاع الغلاف الجوي على معدلات هروب الأكسجين والهيدروجين والمكونات الرئيسية للماء، ودراسة التغير المناخي كأحد أسباب تآكل الغلاف الجوي لكوكب الأرض، وأخيرا، دراسة حركة الغبار والماء في الغلاف الجوي لكوكب المريخ.
15- انتقال المسبار من مدار الالتقاط إلى المدار العلمي، بعد نجاح المناورة الأولى عبر تشغيل محركات دفع المسبار التي استمرت لمدة 8.56 دقيقة، حتى استقرااره الآن في مداره النهائي حول كوكب المريخ، استعدادا لبدء مهمته العلمية التي ستستمر لمدة سنتين، وقد يتطلب فقط توجيهاً طفيفاً لمساره في وقت لاحق.
خمس صور
16- تم الإعلان في 14 فبراير / شباط من عام 2021 عن أول صورة يرسلها مسبار الأمل من المريخ بعد استقراره في مدار الالتقاط، وذلك من ارتفاع 25 ألف كيلومتر عن سطح الكوكب الأحمر، وأظهرت الصورة ضوء الشمس الساقط على سطح المريخ، كما بينت القطب الشمالي للكوكب الأحمر، بالإضافة إلى أكبر براكين الكوكب، أوليمبوس مونس.
17- تم الإعلان في 9 مارس / آذار من عام 2021 عن 3 صور التقطها مسبار الأمل، الأولى التقطتها كاميرا الاستكشاف الرقمية، من ارتفاع 13 ألف كيلومتر من سطح المريخ، وهي لقمة جبل أولمبيوس، أعلى قمة وبركان في المجموعة الشمسية، ويبلغ طوله تقريباً 3 أضعاف قمة جبل إفرست.
أما الصورة الثانية التقطها مطياف الأشعة فوق البنفسجية من على ارتفاع 36 ألف كيلومتر، حيث يمثل كل لون الضوء المجمع عند طول موجي فوق بنفسجي مختلف، ويوفر ذلك معلومات فريدة حول الغلاف الجوي العلوي للمريخ من حافة الفضاء، ويكشف مدى تواجد ذرات الهيدروجين والأكسجين وأول أكسيد الكربون.
أما الصورة الثالثة، فهي صورة حرارية والتقطها مطياف الأشعة تحت الحمراء، وأظهرت الجانب الليلي للمريخ.
18- أعلن الشيخ محمد بن راشد آل مكتوم، نائب رئيس دولة الإمارات، رئيس مجلس الوزراء، حاكم دبي في 30 يونيو/حزيران 2021 تمكن مسبار الأمل من تصوير ظاهرة الشفق المتخفي على كوكب المريخ.
الرحلة للمريخ
19- انطلق "مسبار الأمل" في مهمته إلى المريخ يوم 20 يوليو/تموز 2020 من مركز تانيغاشيما الفضائي في اليابان باستخدام منّصة ميتسوبيشي للصناعات الثقيلة، ووصل إلى مدار الكوكب الأحمر في 9 فبراير/شباط 2021.
20- انطلق صاروخ الإطلاق بسرعة 34.000 كيلومتر في الساعة إلى مدار الوقوف، ومن ثّم تابع المسبار رحلته نحو المريخ.
21- متوسط سرعة المسبار أثناء الرحلة بلغت 121.000 كيلومتر في الساعة.
22- قطع المسبار مسافة 493.000.000 كيلومتر للوصول إلى المريخ، واستغرقت مدة الرحلة 7 أشهر.
23- تصل مدة تأخر الاتصال بالمسبار عند وصوله إلى مدار الالتقاط حول كوكب المريخ من 11 إلى 22 دقيقة.
24- مدار الالتقاط حول كوكب المريخ هو 1000 إلى 43.380 كيلومتر.
25- المدار العلمي لمسبار الأمل خلال المرحلة العلمية هو 20.000 إلى 43.000 كيلومتر.
26- خلال المرحلة العلمية يكمل المسبار دورته حول الكوكب كل 55 ساعة.
27- تواصل فريق التحكم الأرضي مع المسبار خلال مرحلة الدخول إلى المريخ على مدار الساعة يوميا، ولكن بتأخر يصل إلى 22 دقيقة، وبعد إنجاز هذه المرحلة بنجاح ودخول المسبار إلى المدار العلمي، يتم الآن إجراء الاتصال مرتين إلى 3 مرات أسبوعيا ما بين 6-8 ساعات، لإرسال الأوامر إلى المسبار وأجهزته العلمية وتلقي البيانات التي يتم جمعها عن الكوكب الأحمر.
28- يوفر المسبار صورة شاملة للغلاف الجوي وتغيراته في أوقات مختلفة من اليوم والفصول المختلفة.
مواصفات المسبار
29- المسبار مصنوع من الألمنيوم وله بنية صلبة لكن بوزن خفيف، ومحمي بغلاف مقوّى من صفائح مركبة.
30- يماثل حجم المسبار ووزنه الكلي حجم ووزن سيارة صغيرة، حيث يزن 1500 كم تقريباً متضمناً وزن الوقود، وبأبعاد 2.37 متر عرض و2.90 متر طول.
31- المسبار لديه لوحين شمسيين يستخدمهما لتوليد الطاقة اللازمة لإكمال رحلته بعد وصوله للفضاء، وذلك لتوليد 600 واط، أي ما يعادل الطاقة اللازمة لتشغيل حوالي 20 كومبيوتر محمولا في آن واحد.
32- المسبار يحمل لاقطاً ذا قدرة عالية مزوداً بصحن هوائي يبلغ قطره 1.5 متراً، ويمكن المسبار من التواصل مع غرفة العمليات والمراقبة على الأرض، ويولّد هذا اللاقط موجات لاسلكية ضيقة التردد يجب أن يتم توجيهها بزاوية دقيقة وبشكل مباشر نحو كوكب الأرض لإتمام عملية الاتصال بنجاح، وبالإضافة للاقط الرئيسي، لدى المسبار أيضاً لاقطات منخفضة الاستقطاب أقل قدرة على التوجه الذاتي الدقيق.
33- يتضمن المسبار أيضاً مجسّات تعقّب تمكنه من تحديد موقعه في الفضاء من خلال دراسة تجمعات النجوم.
34- كاميرا الاستكشاف الرقمي التي يحملها المسبار هي عبارة عن كاميرا إشعاعية متعددة الطول الموجي، قادرة على التقاط صور بدقة 12 ميجا بكسل مع الحفاظ على التدرج الإشعاعي اللازم للتحليل العلمي المفصل.
والكاميرا مكونة من عدستين إحداهما للأشعة فوق البنفسجية والأخرى للأطياف الملونة تستخدم لالتقاط صورا ذات تفاصيل واضحة للمريخ.
وتتلخص مهمة كاميرا الاستكشاف الرقمية في دراسة الطبقة السفلى من الغلاف الجوي للكوكب الأحمر من خلال التقاط صور عالية الدقة للمريخ، وقياس العمق البصري للماء المتجمد في الغلاف الجوي، وقياس مدى وفرة الأوزون.
35- المقياس الطيفي بالأشعة تحت الحمراء EMIRS الذي يحمله المسبار، يقيس درجات الحرارة وتوزيع الغبار وبخار الماء والغيوم الجليدية في الطبقة السفلى للغلاف الجوي.
وتم تطوير هذا الجهاز لالتقاط ديناميكيات الغلاف الجوي المتكاملة للمريخ، باستخدام مرآة المسح الضوئي لتوفير 20 صورة في الدورة الواحدة بدقة تبلغ من 100 إلى 300 كم لكل بكسل.
ويستهدف هذا المقياس الطيفي دراسة الغلاف الجوي السفلي للمريخ في نطاقات الأشعة تحت الحمراء، وتوفير معلومات من الغلاف الجوي السفلي بالتزامن مع ملاحظات من كاميرا الاستكشاف.
ويحتوي المقياس الطيفي بالأشعة تحت الحمراء على مرآة دوارة تقيس الأشعة تحت الحمراء في نطاق 6 إلى 40 ميكرومترا صُمم ليعطينا فهماً أفضل حول تغير حالة الطقس خلال اليوم، وعلى وجه التحديد سيستخدم هذا المقياس للبحث في الحالة الحرارية للطبقة السفلى من الغلاف الجوي، والتوزيع الجغرافي للغبار وبخار الماء والجليد المائي.
36- المقياس الطيفي بالأشعة فوق البنفسجية EMUS، هو الجهاز الثالث الذي يحمله المسبار، ويقيس الأكسجين وأول أوكسيد الكربون في الطبقة الحرارية للمريخ والهيدروجين والأكسجين في الغلاف الخارجي للمريخ.
وهو مقياس فوق بنفسجي مصمم لمراقبة التغيرات المكانية والزمنية للمكونات الرئيسية في الغلاف الحراري للمريخ (على ارتفاع ما بين 100 إلى 200 كلم) والغلاف الخارجي (على ارتفاع 200 كلم) على المقاييس الزمنية.
ويتمتع هذا الجهاز بدقة طيفية يمكن اختيارها من 1.3 نانومتر و1.8 نانومتر و5 نانومتر ونطاق طيف من 100 إلى 170 نانومتر لإجراء الملاحظات المطلوبة للانبعاثات فوق البنفسجية من الهيدروجين (H) والأوكسجين (O) وأول أوكسيد الكربون ( CO).
ويتكون هذا المطياف من تلسكوب أحادي العدسة يُغذي مطياف التصوير المزود بدائرة رولاند، والمجهز لعملية عدّ الفوتونات وتحديد موقعه.
ويصل دقة مقياس المطياف في تحديد الأماكن للمسافات التي تقل عن 300 كم عن السطح، وهي مسافة كافية لتمييز الاختلاف المكاني بين الغلاف الحراري للمريخ الذي يقع على ارتفاع (100 – 200 كم)، والغلاف الخارجي الذي يقع على ارتفاع أعلى من 200 كم متر، ويوفر المقياس في الدورة الواحدة ما لا يقل عن صورتين للغلاف الحراري للمريخ وما لا يقل عن 8 صور للغلاف الخارجي للمريخ.
ويستهدف المقياس الطيفي بالأشعة ما فوق البنفسجية تحديد مدى وفرة وتنوع أول أكسيد الكربون والأكسجين في الغلاف الحراري على نطاقات زمنية شبه موسمية، وحساب التركيب ثلاثي الأبعاد والنسب المتغيرة للأكسجين والهيدروجين في الغلاف الخارجي.
أرقام قياسية
37- 200 مليون دولار تكلفة المسبار، وتعد أقل من مثيلاتها عالمياً بفضل كفاءة فريق العمل من الكوادر الوطنية.
38- 60 ألف طالب ومعلّم شاركوا في برامج علمية وتعليمية لها علاتقة بالمسبار.
39- 66 قطعة من قطع المسبار تم تصنيعها في الإمارات.
40- فريق إماراتي في مركز محمد بن راشد للفضاء شارك في المهمة، وتشكل النساء 34% منه.
41-87 ورقة بحثية عن المسبار تم نشرها بشكل علمي.
42- 6 سنوات فصلت بين الإعلان عن المهمة وبلوغها الهدف المحدد، في حين إن مثل هذه المهام تحتاج إلى 10 سنوات على الأقل.
مكاسب استراتيجية
43- مشروع استكشاف المريخ يندرج في صلب القوة الناعمة لدولة كانت تطمح في رؤيتها لعام 2021 أن تكون بين الـ20 الأوائل، لتجد نفسها اليوم احتلـت في تصنيف المعهد الدولي للتنميـة الإدارية للتنافسـية العالميـة، المرتبـة الخامسـة عالميـا، وأضحت واحـدة مـن الـدول العشـر الأولى مــن حيــث كفــاءة الأعمال والأداء الاقتصادي والفعاليــة الحكوميــة.
44- يساعد مشروع مسبار الأمل على بناء تصــور علمــي متكامـل للمسـتوطنة البشرية المحتملة على كوكب المريخ، والتي تسعى الإمارات إلى بنائها علــى ســطح المريــخ.
45- مشــروع استكشـاف المريـخ، بما وفرت له الإمارات من بنية أساسية وقوة عمل وطنية وشراكات قطاعية ودولية، سـيؤدي إلى اسـتقطاب الاستثمارات الدوليــة مــن خــلال جــذب شــركات القطـاع الخـاص المتخصصـة بهـذه الصناعـة، الأمر الذي يعني عقد شـراكات مستكملة لعناصر النجاح ضمــن بيئــة مواتيــة لازدهار الأعمال.
46- تأثير مشروع استكشاف المريخ سـينعكس علـى قطـاع التعليـم، والـذي سيسـتفيد مــن الاهتمام المتجــدد بالدراســات فــي مجــال العلــوم والتكنولوجيــا والهندسـة والرياضيات، وهــذا الاهتمام ســيكون حجــر الأساس لتنشــئة جيــل إماراتي يمتلك المواهب العلميــة والتقنيــة ولديــه القــدرة علــى تولي قيـادة البرامـج الوطنيـة.
47- إطلاق مسبار الأمل يعّزز اقتصاد المعرفة وخطط تنويع الاقتصاد ويدعم قطاع تكنولوجيا المعلومات والاتصالات في الإمارات، ويجعل منها المرجعية العربية الأولى في الفضاء.
48- خلق نجاح المهمة صدى عالميا عزز من مكانة الإمارات دوليا في مجال الفضاء، وهو ما تجسد في التغطيات والمتابعات الإعلامية عبر وسائل الإعلام المحلية والإقليمية والعالمية لرحلة مسبار الأمل، والتي وصلت إلى نحو 12 ألف مقالة وتحقيق ومادة صحفية.
واستحوذت المقالات والتغطيات في الإعلام الإقليمي والعالمي على نصيب الأسد بنسبة 75% من إجمالي التغطيات، الأمر الذي يظهر الاهتمام العالمي الكبير بالإنجاز الإماراتي، نظراً لانعكاساته على مسيرة العلوم والتقنية الفضائية في المستقبل.
تحديات على الطريق
49- واجه مشروع إطلاق مسبار الأمل تحديات لم تكن بالحسبان، فرضتها ظروف جائحة "كوفيد – 19"، مثل نقل المسبار من الإمارات إلى المحطة اليابانية، ليكون جاهزا للانطلاق في الموعد المحدد سلفا.
وتكمن صعوبة هذا التحدي في أن الجائحة فرضت واقعا جديدا تمثل في إغلاق المطارات والموانئ حول العالم، ووضع قيودا صارمة على التنقل بين الدول ضمن الإجراءات الاحترازية لمكافحة تفشي الفيروس.
ووضع فريق عمل المشروع خططا بديلة لنقل المسبار في الموعد المحدد في ضوء هذا التحدي الجديد، ونجح فريق مسبار الأمل في إتمام عملية النقل في رحلة استغرقت أكثر من 83 ساعة براً وجواً وبحراً.
50- واجه مشروع المسبار تحديا آخر فرضته الظروف الجوية، حيث تحدد له الساعة الأولى من صباح يوم 15 يوليو/ تموز 2020 بتوقيت الإمارات، لكن حالت الظروف الجوية غير الملائمة دون إطلاق الصاروخ الذي سيحمل المسبار.
وحدد فريق العمل أكثر من موعد آخر ضمن "نافذة الإطلاق" الممتدة من 15 يوليو/ تموز وحتى 3 أغسطس/ آب، وبعد دراسات دقيقة لتنبؤات الأحوال الجوية بالتعاون مع الجانب الياباني، تقرر إطلاق مسبار الأمل يوم 20 يوليو / تموز عند الساعة 1:58 صباحا بتوقيت الإمارات، وتمت عملية الإطلاق بنجاح.
