تحاول مهمة Mercury إنقاذ المسبار الذي يعاني من مشاكل في الطاقة

المهمة الفضائية بيبي كولومبو هو تعاون بين وكالة الفضاء الأوروبية (ESA) والوكالة اليابانية لاستكشاف الفضاء الجوي (جاكسا) بهدف الدراسة الزئبق، أقرب كوكب ل شمس. تهدف المهمة إلى عطارد، التي تم إطلاقها في عام 2018، إلى فهم أفضل لتكوين وتطور الكواكب في النظام الشمسي.

في الآونة الأخيرة، بيبي كولومبو واجهت صعوبات فنية. وخلال مناورة جرت في 26 أبريل/نيسان، لم تتمكن وحدة الدفع الكهربائية، التي تعمل بالطاقة الشمسية، من توفير الطاقة الكافية لدفعات المركبة الفضائية، وفقا لما ذكره المركز. ESA. وبعد حوالي 11 يومًا، تمكن المهندسون من استعادة قوة دفع المسبار إلى مستواه السابق تقريبًا، لكنه ظل أقل بنسبة 10% من المستوى المثالي. تعتبر هذه التعديلات حاسمة لضمان أن بيبي كولومبو واصل رحلتك وحقق أهدافك العلمية.

ما هي مهمة BepiColombo إلى عطارد؟

المهمة بيبي كولومبو هي واحدة من أكثر الرحلات الاستكشافية بين الكواكب طموحًا وتعقيدًا على الإطلاق، وتهدف إلى استكشاف كوكب عطارد، الكوكب الأعمق في النظام الشمسي. بالتعاون بين وكالة الفضاء الأوروبية (ESA) والوكالة اليابانية لاستكشاف الفضاء الجوي (جاكسا)، ويركز الهدف الرئيسي للمهمة الفضائية على تعميق المعرفة حول الكوكب الأقرب إلى الشمس. بيبي كولومبو تم تسميته على شرف جوزيبي "بيبي" كولومبو، عالم إيطالي ساهم بشكل كبير في فهم مدارات الكواكب وتفاعلات الجاذبية.

منذ إطلاقه في 20 أكتوبر 2018، بيبي كولومبو يواجه مسارًا صعبًا نحو عطارد، والذي يتضمن تسعة تحليقات كوكبية (واحدة للأرض، واثنتين للزهرة، وستة لعطارد) قبل الدخول إلى مدار حول الكوكب في عام 2025. وتعد عمليات التحليق هذه ضرورية لإبطاء المسبار إلى عطارد وضبط مساره للسماح إدخال مداري دقيق، نظرًا لمجال الجاذبية الشديد للشمس الذي يجعل الرحلة معقدة بشكل خاص.

O مدار الزئبق المغناطيسي (MMO)، طورت بواسطة جاكسا، ايو مركبة عطارد الكوكبية (MPO)، طورت بواسطة ESAوتتكون المهمة من MMO مع التركيز على تحليل المجال المغناطيسي للكوكب وتفاعله مع الرياح الشمسية، بينما يركز MPO على دراسة سطح عطارد وتركيبته وكذلك بنيته الداخلية. وتقترن هذه المجسات أثناء الرحلة إلى الكوكب، ولكنها تنفصل عند وصولها إلى عطارد لإجراء تحقيقات مختلفة.

حتى ذلك الحين، لم يكن هناك سوى مركبتين فضائيتين – كلاهما من وكالة ناسا - سافر إلى عطارد. الأول كان Mariner 10التي حلقت فوق الكوكب ثلاث مرات بين عامي 1974 و1975، وقدمت الصور الأولى لسطحه واكتشفت غلافه الخارجي الرقيق. والثانية كانت المهمة رسولتم إطلاقه في عام 2004 ويدور حول عطارد من عام 2011 إلى عام 2015، وقد كشف عن تفاصيل مهمة حول جيولوجيا الكوكب وتكوينه ومجاله المغناطيسي، مما أدى إلى توسيع معرفتنا بشكل كبير بهذا العالم الغامض.

أهداف

المهمة بيبي كولومبو له سلسلة من الأهداف العلمية الطموحة التي تهدف إلى كشف أسرار عطارد. أحد الأهداف الرئيسية هو رسم خريطة لسطح الكوكب بدقة عالية لفهم جيولوجيته وتاريخه التكتوني بشكل أفضل. وتعتزم المهمة أيضًا التحقيق في التركيب الكيميائي للسطح، بما في ذلك البحث عن العناصر المتطايرة التي يمكن أن توفر أدلة حول تكوين الكوكب وتطوره. بالإضافة إلى، بيبي كولومبو سيدرس الغلاف الخارجي لعطارد، وهو طبقة هشة من الغازات المحيطة بالكوكب، لفهم ديناميكياته وتفاعله مع الرياح الشمسية.

الهدف الحاسم الآخر للمهمة هو تحليل المجال المغناطيسي لعطارد، وهو فريد من نوعه بين الكواكب الصخرية غير الأرض، والتحقيق في أصله وبنيته. ويشمل ذلك قياس الغلاف المغناطيسي للكوكب وكيفية تأثره بالرياح الشمسية. وستسعى المهمة أيضًا إلى فهم البنية الداخلية لعطارد، بما في ذلك قلبه ووشاحه وقشرته، وذلك باستخدام بيانات الجاذبية والتضاريس. ستساعد هذه الدراسات في توضيح سبب كثافة عطارد العالية مقارنة بالكواكب الأرضية الأخرى.

ولوكالات الفضاء اهتمامات محددة في هذه المهمة. الى ESA, بيبي كولومبو يمثل فرصة لإثبات قدراتها التكنولوجية والعلمية في مهمة معقدة بين الكواكب. ستسمح المهمة أيضًا ESA المساهمة بشكل كبير في علوم الكواكب وفهم العمليات التي تشكل الكواكب القريبة من الشمس ESA مهتم بتطوير التقنيات التي يمكن تطبيقها في البعثات الفضائية المستقبلية، بما في ذلك أنظمة الدفع الكهربائي وتقنيات مقاومة البيئات القاسية.

ل جاكسا, بيبي كولومبو إنها فرصة لتعزيز تعاونك الدولي وتوسيع خبرتك في المهام بين الكواكب. أ جاكسا يهتم بشكل خاص بدراسة المجال المغناطيسي لعطارد وتفاعلاته مع الرياح الشمسية، وهي المجالات التي يتمتع فيها بتقليد بحثي قوي. ستسمح المهمة أيضًا جاكسا اختبار وتحسين تقنيات استكشاف الفضاء الخاصة بها، والمساهمة في تطوير البعثات المستقبلية إلى الكواكب والأجرام السماوية الأخرى.

وتأمل الوكالتان معًا في أن تكون البيانات التي تم جمعها بواسطة بيبي كولومبو يعزز بشكل كبير معرفتنا بعطارد، وبالتالي تكوين وتطور الكواكب الصخرية في النظام الشمسي. التعاون بين ESA و جاكسا تسلط هذه المهمة الضوء على أهمية التعاون الدولي في استكشاف الفضاء والتقدم في علوم الكواكب.

منذ إطلاقها في عام 2018، استمرت المهمة بيبي كولومبو حقق نتائج رائعة في استكشاف عطارد. وفي أول اقتراب له في أكتوبر 2021، طار المسبار فوق الكوكب للحصول على مساعدة الجاذبية، والتقط صورًا توفر منظورات جديدة لعطارد. في يونيو 2022، بيبي كولومبو ونفذت تحليقها الثاني، حيث وصلت إلى مسافة مثيرة للإعجاب تبلغ 200 كيلومتر من سطح الكوكب والتقطت صورًا عالية الدقة تكشف عن تفاصيل جيولوجية غير مسبوقة.

وفي يونيو 2023، خلال تحليقه الثالث، تمكن المسبار من الاقتراب لمسافة 236 كيلومترًا من سطح عطارد. خلال هذا المقطع، بيبي كولومبو التقط عشرات الصور التي تضمنت حفرة مسماة حديثًا بالإضافة إلى تكوينات تكتونية وبركانية مهمة. ومع ذلك، لن يتمكن المسبار من دخول مدار عطارد إلا في عام 2025، مما يعد باكتشافات أكثر روعة حول هذا الكوكب الغامض.

مشاكل مهمة المركبة الفضائية

المهمة بيبي كولومبو تواجه تحديات تقنية قد تؤثر على عملياتها العلمية المخطط لها بسبب مناورة تم إجراؤها في أبريل 2023، عندما لم توفر وحدة الدفع الكهربائية، الضرورية لضبط مسار المركبة الفضائية، طاقة كافية لدفعات المركبة الفضائية. بيبي كولومبو‎تعمل بالطاقة الشمسية. وعلى الرغم من أن المهندسين تمكنوا من استعادة قوة الدفع إلى مستواها السابق تقريبًا، إلا أنها لا تزال أقل بنسبة 10% من التوقعات.

يثير هذا الانخفاض في الدفع مخاوف بشأن قدرة المسبار على أداء رحلات جوية مخططة بين سبتمبر 2024 ويناير 2025. ويعمل الخبراء على تمديد مدة قوس الدفع، مما يضمن بقاء المركبة الفضائية على المسار الصحيح لعملياتها العلمية المستقبلية. المشكلة الكبرى هي السرعة المكتسبة عندما تقترب المركبة الفضائية من الشمس، مما يجعل التباطؤ في فراغ الفضاء مهمة معقدة. تعد استراتيجية القيام بالتحليق المتسلسل للكواكب أمرًا ضروريًا، لأنها تسمح للمسبار بحرق الطاقة دون حمل كميات زائدة من الوقود، مما يجعل المركبة الفضائية ثقيلة جدًا بحيث لا يمكن إطلاقها.

لا يزال التأثير طويل المدى لهذه التحديات على المهمة غير مؤكد، مع وجود فريق من خبراء الرحلات الفضائية ESA وشركاؤها يعملون على إيجاد حل للمشكلة، لكن تقييم التأثير طويل المدى على المهمة غير مؤكد.

لم تكن هذه النكسة هي الوحيدة منذ بداية المهمة: ففي العام الماضي، واجه المسبار أيضًا تحديات، تطلبت تصحيحًا كبيرًا للمسار للتعويض عن انقطاعات الدفع السابقة. هذه المشاكل هي جزء من التحدي الفريد المتمثل في الوصول إلى عطارد، حيث تحتاج المركبة الفضائية إلى الطيران ببطء بما يكفي لجذبها بواسطة جاذبية الكوكب. وهذا يتطلب تصميمًا دقيقًا للمناورات حول الكواكب لإبطاء المركبة الفضائية.

لماذا يصعب الوصول إلى عطارد؟

مجموعة من العوامل تجعل من الصعب الوصول إلى عطارد، مما يجعلها مهمة صعبة للغاية. أولا، يقع الكوكب قريبا جدا من الشمس، مما يجعل من الصعب الوصول إليه واستكشافه. إن القرب من الشمس يعني أن المسبار الفضائي يحتاج إلى التغلب على جاذبية الشمس الهائلة للوصول إلى الكوكب. علاوة على ذلك، فإن السرعة المدارية العالية لعطارد، والتي تبلغ حوالي 47,87 كم/ثانية، تجعل من الضروري للمسبار أن يخفض سرعته بشكل كبير حتى تتمكن جاذبية الكوكب من التقاطها.

التحدي الآخر هو درجة الحرارة القصوى على عطارد. خلال النهار يمكن أن تصل درجة حرارة السطح إلى حوالي 430 درجة مئوية بسبب قربه من الشمس، بينما خلال الليل يمكن أن تنخفض درجة الحرارة إلى -180 درجة مئوية بسبب عدم وجود جو مناسب للاحتفاظ بالحرارة. تتطلب هذه الظروف القاسية تصميم مجسات فضائية لتحمل التغيرات الشديدة في درجات الحرارة.

بالإضافة إلى ذلك، فإن مجال جاذبية عطارد ضعيف نسبيًا مقارنة بالأرض، مما يعني أن المسبار يحتاج إلى كمية كبيرة من الوقود لمناورات التباطؤ والإدخال المداري. وهذا يزيد من التحدي اللوجستي والفني للمهمة.

للتغلب على هذه التحديات، غالبًا ما تتضمن البعثات الفضائية إلى عطارد سلسلة من مناورات مساعدة الجاذبية حول كواكب أخرى، مثل الزهرة والأرض، لإبطاء المسبار وتوجيهه إلى المسار الصحيح نحو عطارد. وتتطلب هذه المناورات تخطيطًا دقيقًا وتنفيذًا دقيقًا لضمان وصول المسبار إلى وجهته بنجاح.

تعرف على المزيد حول هذا الموضوع وغيره من الأخبار على شوميتك الثلاثي من هذا الأسبوع:

انظر أيضا:

فونتيس: Mashable, وكالة ناسا e ESA.

تمت مراجعته من قبل جلوكون فيتال في 20/5/24.