مشروعات الفضاء في القرن 21

مشروعات الفضاء في القرن 21

رغم أنه قد مضى على بدء عصر الفضاء ما يقرب من نصف قرن، فإن أحلام العلماء مازالت بلا سقف. ورغم أن أرتال الأقمار الصناعية وسفن الفضاء، قد توالى منها آلاف تجوس في الفضاء الداني والقاصي، فإن المجهول عن الكون الفسيح مازال كثيراً.

مازال حلم هبوط رواد الفضاء على أي كوكب بعيد المنال، حيث تقف أمام تحقيقه، عدة اختناقات، وأهمها عجز وسائل الدفع الحالية عن بلوغ أي من الكواكب، التي تقاس أبعادها عن الأرض بملايين الكيلومترات. والكوكب الأكثر ترجيحاً لهذا الغرض، هو كوكب المريخ، باعتبار أن ظروفه الطبيعية أكثر ملاءمة لاستمرار الحياة على سطحه. والموعد المحدد لتخطي كل العقبات القائمة لوصول رواد أمريكيين إليه هو عام .2019

وبحلول القرن (21) تشير كل الدلائل إلى أن العالم أصبح يموج بأفكار جديدة، وانجازات باهرة، من أهمها ثورة الاتصالات التي جعلت الكرة الأرضية كأنها قرية إليكترونية صغيرة تتدفق فيها المعلومات من أقصاها إلى اقصاها بضغطة زر وبسرعة البرق. ويخطط العلماء منذ أواخر القرن الماضي لزيادة سرعة هذا التدفق، ويساعد على هذا مولد فلسفات عالمية جديدة، انضوت تحت لوائها كثير من الدول المتقدمة، وأخضعت لنواميسها مشروعات المستقبل. فبعد تفكك الاتحاد السوفييتي، وانفراط عقده، رفعت الولايات المتحدة الأمريكية، شعار (التعاون الدولي) في مجالات كثيرة منها مشاريع للفضاء.

مكوك بلا أجنحة

تحدد عام 2004 لتجربة مكوك فضاء جديد، يختلف في تصميمه عن أسطول المكوك الحالي الذي يضم أربعة طرازات هي (كولومبيا) وديسكفري وأتلانتس وانديفور)، والطراز الجديد اسم (النجمة المغامرة) (Venture Star). وسوف يطير من دون الاستعانة بصواريخ دفع كما هو الأمر في المكوك الحالي، كما أن هيكله مثلث الشكل بلا أجنحة، ويستطيع أن يقلع عموديا على سطح الأرض، ويهبط كالطائرات فوق ممر قصير، لا يزيد على ثلاثة كيلومترات كالطائرات العادية، مختلفا عن المكوك الحالي الذي يلزمه ممر لا يقل عن سبعة كيلومترات. وتعمل محركاته السبعة بحرق الهيدروجين الذي يحتويه هيكله المثلثي الكبير، لكي تتوفر له قوة لرفع حمولة كبيرة تبلغ (18) طنا إلى مدار منخفض، أو (10) أطنان إلى مدار مرتفع. ويضمن هذا التصميم عدم الإضرار بالبيئة، لأن غازات عادم هذه المحركات، تتكون من بخار الماء والأوكسجين السائل. ولا يحتاج هذا التصميم الجديد، إلى وضع قوالب السيراميك العازلة للحرارة علي سطحه الخارجي لوقايته من الاحتراق كما هو الشأن في المكوك الحالي، بل يكتفي بدروع معدنية على سطحه.

وفي عام 2004 بعد نجاح تجربة النموذج الأول من هذا التصميم المبتكر، الذي سيوفر 90% من النفقات الحالية، سوف ينطلق أول مكوك مأهول برواد عام 2006، محققا مرونة كبيرة في إمكان هبوطه في عدة مطارات في أمريكا أو أوربا.

رصيف في الفضاء

منذ عام 1994 حقق التعاون الدولي بين وكالتي الفضاء الأمريكية والأوربية، والمنظمتين الفضائيتين الروسية واليابانية، إطلاق (المحطة الفضائية الدولية) تحت مسمى (المحطة ألفا). وقد جمعت أجزاؤها المتعددة خلال رحلات متوالية قام بها رواد أمريكيون وروس بواسطة المكوك الأمريكي وسفن (سويوز) الروسية عبر السنوات بين 1997 وحتى نهاية القرن. ومن المخطط استكمال أجزاء أخرى تضاف إلى هذا (الرصيف الفضائي) لزيادة سعته، ليصبح مستعدا لاستقبال مجموعة من الرواد ذوي جنسيات مختلفة للعمل فوق متنه عدة شهور، تحقيقا لاستكمال برنامجه، الذي يستهدف جعله محطة دولية لتنفيذ خطة تجارب مكثفة يقوم بها رواد وعلماء لتحقيق مزيد من الأغراض العلمية من أهمها تحسين وسائل الصيانة في الفضاء وإصلاح الأقمار الصناعية والسفن المعطوبة، وتجارب خاصة بالزراعة من دون تربة تحت حالة انعدام الوزن، وتجارب طبية وعلمية.

وفي يونيو 1999 حمل رواد المكوك (ديسكفري) إمدادات بلغ وزنها 1632 كيلوجراما، منها أجهزة كمبيوتر وحاويات أوكسجين ومعدات طبية وملابس وأكياس قمامة ووضعت داخل المحطة، استعدادا لوصول أول طاقم من الرواد يعمل بداخلها.

والهدف الرئيسي في النهاية هو أن تصبح المحطة الدولية رصيفا تنطلق منه رحلات كونية لإعادة استكشاف معالم جديدة على القمر، والإعداد للقفز إلى الكواكب.

مستعمرات على القمر

تعتزم وكالة الفضاء الأمريكية معاودة الرحلات المأهولة إلى القمر، بعد أن توقفت عام 1972، بانتهاء برنامج أبوللو بالرحلة (ابوللو ـ 17).

ولاشك أن العودة إلى القمر، تحقيق لمطلب نادى به كثير من العلماء والرواد، على رأسهم رائدة الفضاء الأمريكية الأولى (سالي رايد)، التي أعلنت في شجاعة نادرة في عام 1987، أن هذه العودة أكثر جدوى من الجهود الأمريكية التي تبذل لاستكشاف الكواكب الأخرى. وأن القمر يمكن أن يكون مستقبلا مستعمرة أمريكية وقاعدة إطلاق سفن فضاء إلى الكواكب. وهناك سبب جوهري آخر هو اكتشاف وجود الماء متجمدا في فجوات على الوجه المظلم للقمر، بعد أن ظل الاعتقاد السائد لعدة سنوات أن القمر ليس به قطرة ماء. حتى سجلت السفينة (كليمانتين) عام 1996 وجود بحيرات من الجليد عليه. فهذا الاكتشاف يجدد الآمال في إمكان اقامة مستعمرات قمرية، يمكن لمجموعة من رواد فضاء البقاء بها، مطمئنين إلى وجود مصدر دائم للأوكسجين وزيادة الأمل في إمكان زراعة بعض النباتات داخل هذه المستعمرات، لتوفير مصدر جزئي لغذاء الرواد، كما أن وجود الماء على القمر أحيا الآمال في الكشف عن أصل الحياة في الكون. هذا بالإضافة إلى أن وجود المحطة الدولية الدائمة في الفضاء سيقلل من مدد الرحلات إليه، وبالتالي سيقلل من تكاليفها.

القفز إلى المريخ

استأثر المريخ ـ دون سائر الكواكب الأخرى ـ بأغلب الاحتمالات عن وجود لون من الحياة على سطحه على مدى عدة سنوات. الأمر الذي أدى إلى قيام الولايات المتحدة الأمريكية بوضع برنامج طويل الأمد لاستكشافه، حتى أعلن الرئيس الأمريكي الأسبق (جورج بوش) أن هبوط رواد أمريكيين على سطح المريخ، أصبح هدفا قوميا لابد أن يتحقق قبل عام .2019 وبالتعاون مع لفيف من العلماء السوفييت ثم الروس، نجح هبوط السفينة (البحث عن طريق) (Path Finder) عليه في عام 1997، وخرجت منها سيارة ذاتية الحركة نجح التحكم فيها من الأرض، للتحرك بعيدا عن مكان الهبوط، بل نجحت السيارة أيضا في العبور فوق بعض الصخور، وتحليل عينات من التربة، بحثا عن الماء والمواد العضوية، والتقاط عديد من صور السطح. وقد كررت أمريكا في ديسمبر 1999 إطلاق سفينة أخرى تحمل اسم ((مارس بولار لاندر) (Mars Polar Lander)لكن بعد أن وصلت إلى المريخ، اختفت ولم ينجح الاتصال بأجهزتها.

وقبل ذلك بعدة أسابيع احترقت سفينة مريخية أخرى تحمل اسم (مارس كلايمت اوربيتر) (Mars Climate Orbiter) عند الدخول في الغلاف الجوي للمريخ.

ولاشك أن بدايات القرن ـ 21 ستشهد تكثيفا لاستكمال استكشافات المريخ، بغية تحقيق الهدف القومي الأمريكي بهبوط سفينة مأهولة عليه قبل عام .2019

ولاشك أن الخطط ستتركز على تخطي العقبات القائمة حاليا، بتكثيف تدريب الرواد على طول البقاء في الفضاء. وتطوير الأفكار المبدئية لتوظيف الطاقة النووية في وسائل الدفع، لتكون بديلا عن الصواريخ الحالية القائمة على حرق الوقود، ووضع التصميمات اللازمة للمستعمرات المريخية التي يمكن أن يعيش فيها الرواد عدة شهور. خاصة وأن التعاون الروسي ـ الأمريكي أثمر عن وجود أفكار قيمة لاختصار مدد الرحلات إلى المريخ، حيث اقترح العالم الأمريكي (روبرت زوبرين) فكرة ذكية بتوليد الوقود اللازم لرحلة العودة فوق الكوكب نفسه، بتفاعل الهيدروجين مع ثاني أوكسيد الكربون المتوفر على الكوكب.

وإن كانت المدد المقترحة لبلوغ المريخ والعودة منه بوسائل القرن الماضي تقدر بأربع سنوات، إلا أن أقصى مدة قضاها الرواد الروس في الفضاء حتى اليوم لم تتجاوز (438) يوما، ولم يتجاوز الرواد الأمريكيون ستة شهور، والمؤكد أن وسائل القرن ـ 21 ستخطط لاختصار مدد الرحلات لكي تكون أكثر يسراً.

ولاشك أن نجاح القفز إلى المريخ سيمثل خطوة إيجابية على طريق استكشاف كواكب المجموعة الشمسية الأخرى. بل إن أطماع العلماء سوف تمتد حتى تصل إلى نزح بعض موارده الطبيعية ونقلها إلى الأرض، ليكون أول مستعمرة كونية.

تكثيف البحوث عن الشمس

تشهد بداية القرن 21 وطوال عامه الأول، ذروة دورة النشاط الشمسي، التي تعارف العلماء على تسميتها (العواصف الشمسية)، والتي تتكرر دورتها كل أحد عشر عاماً. وخلال هذه الذروة يزداد اضطراب الاندلاعات التي تخرج من كتلة الشمس المتقدمة نتيجة ما يحدث بداخلها من اندماج نووي مكبل بضغوط عالية. وعند اقتراب بعضها من الأرض يضطرب المجال المغناطيسي المحيط بها، وتضطرب معه الاتصالات اللاسلكية والفضائية، وتؤدي إلى تعطل بعض محطات القوى الكهربائية أو تحطم خطوط الضغط العالي الكهربائية، كما تكثر الجسيمات المشحونة بين كواكب المجموعة الشمسية، ويقدر العلماء أن قوة هذه الجسيمات تعادل (100) قوة انفجار القنبلة الذرية. وهي بلاشك تحدث اضطرابا كبيرا في المجال المغناطيسي للأرض، ولذلك تمتد آثار هذا الاضطراب إلى الأقمار الصناعية.

وقد أشارت الإحصاءات إلى تحطم (43) قمرا بسببها، كما تؤثر أيضا على أجهزة الطائرات.

وقد توصل العلماء إلى طريقة حديثة للتنبؤ بالانفجارات الشمسية، وهي ظهور أشكال نارية على شكل حرف (S) تظهر على سطح الشمس، قبل حدوث الانفجارات الشمسية بعدة أيام. وتشير البحوث إلى أن التغيرات الشمسية، لها تأثير قوي على الظواهر الحادة في الطقس مثل كثرة هبوب العواصف والأعاصير، ولاشك أن هذه التأثيرات المهمة للشمس، ستنال قدرا من اهتمام علماء القرن ـ 21، سعيا إلى وجود حلول لهذه الآثار الضارة، وتكثيف بحوث استغلال الطاقة الشمسية كبديل رخيص للطاقة عن حرق المصادر الأحفورية.

عيون جديدة على أعماق الكون

منذ أطلق تلسكوب الفضاء الأمريكي (هابل) (Hubble) من فوق متن المكوك في عام 1990 ليحلق حول الأرض على ارتفاع 593 كيلومترا، وهو ماض في تصوير أعماق الكون، بمرآته الرئيسية التي يبلغ قطرها 4،2 متر، ومرآة أخرى مساعدة قطرها 70 سنتيمترا، مستمدا الطاقة اللازمة لتشغيل أجهزته وكاميراته من خلايا شمسية مرصعة على جناحين طول كل منهما 12 متراً. وقد كان العلماء يأملون في أن يقوم هذا المرصد الفضائي باستكشاف 97% من أعماق الكون، الذي لم تستطع المراصد الأرضية التغلغل إلى أكثر من 3% منه. ولقد ظهرت في بعض صور هابل بعض التشوهات لخلل أصاب مرآته الرئيسية، فأجريت لمرآته عملية إصلاح بواسطة رواد المكوك حيث استبدلت إحدى كاميراته بأخرى، بعد اطلاقه بثلاث سنوات. وقد شهد شهر فبراير عام 1997 إجراء العملية الجراحية الثانية للمرصد الفضائي، أجراها رواد المكوك ديسكوفري لتحسين أداء ذاكرة الحاسب الإلكتروني به.

وفي إطار خطة استكشاف أعماق الكون كان قد أطلق في عام 1983 ـ قبل مرصد هابل ـ القمر الصناعي (إيراس) (I.R.A.S) الذي يعمل بالأشعة تحت الحمراء. ثم تلى مرصد (هابل) إطلاق مرصد (كومبتون) عام 1991 لرصد أشعة جاما، التي تصاحب انفجارات نوفا وسوبرنوفا. وفي نفس الإطار شهد شهر يوليو 1999 إطلاق المرصد الفضائي (شاندرا) لرصد أشعة إكس الناتجة عن الانفجارات النجمية. وقد نجح في كشف عدد من الثقوب السوداء (Black Holes). وسوف تسهم وكالة الفضاء الأوربية، والسلطات العلمية اليابانية في بث مراصد جديدة تعـمل بإشـعاعات مختـلفة، كما تزمع وكالة ناسا إرسال (4) أربعة أقمار صناعية جديدة تعمل بأشعة إكس. وفـي هذا العام (2001) سوف تطلق تلسكوبا جديدا يعمل بالأشعة تحت الحمراء.

وفي تكامل مع نفس الغرض يجرى العمل على قدم وساق حاليا، لاستكمال إقامة أكبر مرصد فلكي أرضي في تشيلي بأمريكا الجنوبية، ويضم أربعة مناظير تلسكوبية قطر كل منها (2،8) متر، ويطلق عليه اسم (المرصد الكبير) (Very Large Telescope).

غير أن الجيل الثاني من التلسكوبات الفضائية، سوف يعمل بتقنية جديدة تقوم على تجميع شرائح من المرايا عددها (32)، لتشكل مرآة دائرة قطرها لا يقل عن (8) أمتار تنصب في الفضاء، ويساند عملها مرآة ثانوية يمكن طيها لتناسب الإطلاق بواسطة صاروخ.

بدء السياحة الفضائية

منذ حقق برنامج أبوللو نجاحه في هبوط رواده على سطح القمر خلال سبع رحلات متوالية بين عام 1962 وعام 1972، كثفت بعض شركات السياحة الأمريكية دعاياتها لحجز مقاعد على رحلات سياحية إلى القمر، واعدين زبائنهم بتحقيق ذلك بعد عشرات السنوات. ولقد كان كثير من قراء هذه الأخبار ينظرون إليها باستخفاف، على أنها واحدة من الأعاجيب الأمريكية، البعيدة عن التنفيذ. غير أن شهر أكتوبر 1998 شهد حدثاً جعل هذه الرحلات قريبة المنال، عندما طار رائد الفضاء السناتور (جون جلين) ضمن طاقم مكوك الفضاء (ديسكفري)، وظل على مدى (9) أيام، يقوم بواجباته رغم أنه كان يبلغ من السن (77) عاما. وهذا ما حفز شركات السياحة على مزيد من الدعاية للرحلات السياحية، التي يمكن أن يقوم بها مواطنون عاديون بعد إجراء الفحوص الطبية عليهم.

وفي مجال الترويج للسياحة الفضائية، أعلن في الولايات المتحدة الأمريكية عن أول رحلة فضائية تمت في 4 يوليو 1999، ولكنها تمت بالصعود إلى مدار منخفض حول الأرض، يمكن وصفه بأنه على مشارف الفضاء الخارجي، كمثل ما تم بالنسبة للرحلات الفضائية الأمريكية الأولى.

وقد صعدت بهم طائرة ذات تصميم خاص، إلى ارتفاع قدره (70) ميلا، واخترقت حاجز الصوت عند سرعة (2500) ميل في الساعة. وكان بالطائرة أربعة أشخاص ظلوا لمدة دقيقتين بعد تجاوز حاجز الصوت. وخلال هذه الرحلة تمكنوا من اجتياز حالة انعدام الوزن، فضلا عن مشاهدة المعالم الأرضية والأجرام الكونية المحيطة بها. ثم عملت صواريخ صغيرة على التحكم في مناورة الطائرة للعودة إلى الأرض حيث بلغت سرعتها القصوى (3500) ميل في الساعة، وكان الركاب تحت تثاقل قدره (5،5ج) (مثل تثاقل الجاذبية الأرضية). وقد قام بهذه الرحلة الفضائية أربعة سياح فضائيين بينهم سيدة واحدة، وأطلق على الطائرة اسم (CAC.1) (Civilian Astronauts Corps).

وفي السنوات الأخيرة شاع الترويج للسياحة الفضائية في عدة دول أخرى، منها اليابان وكندا وألمانيا، وأجريت عدة إحصاءات على عينات من المواطنين أظهرت أن 70% منهم يحبذون المغامرة في الفضاء، رغم تكاليفها التي تقرب من 12000 دولار، والخطوة التالية للسياحة الفضائية، خطط لها لتدوم خمسة أيام في مركبة فندقية فضائية طائرة تصعد بصاروخ ذي مرحلة واحدة (S.S.T.O) (Single Stage To-Orbit).

وفي إطار هذه القفزة الأمريكية انتهز بعض المستثمرين فرصة انتهاء العمر الافتراضي لمحطة الفضاء المدارية الروسية (مير)، وتوقف إرسال رواد فضاء إليها، ووقعوا اتفاقا في فبراير عام 2000 قدره 20 مليون دولار، لتحويلها إلى مزار سياحي. ويتوقع الخبراء أن تبدأ الرحلات الفضائية بتوجه بعض المغامرين إلى (مير) التي يزيد اتساعها على اتساع خمسة أتوبيسات خلال السنوات الأولى من القرن ـ .21

ولاشك أن بداية القرن ـ 21 سوف تشهد ازدهار السياحة الفضائية، خاصة بعد أن نجحت شركة (زيجراهم) (Zegrahm) الأمريكية في الدعاية لرحلات فضائية تشمل تكاليف التدريب والإقامة والملابس الخاصة للرحلة والكشف الطبي قبلها وبعدها. وسوف تنطلق الرحلة بطائرة خاصة ترتفع حتى (000،50) قدم حاملة فوق متنها مركبة يجلس بها السياح، لتنطلق بعد هذا الارتفاع بمحركاتها الذاتية وتحلق على مدارات فضائية أعلى، ثم تعود بهم بعد ذلك.

 

سعد شعبان

 
 








سياح الفضاء الأربعة الأوائل





مكوك النجمة المغامرة





تصوير لمستعمرة قمرية