لدى ناسا رؤية جديدة لاستكشاف الفضاء: في العقود المقبلة ، سيهبط البشر على المريخ ويستكشفون الكوكب الأحمر. ستؤدي الزيارات القصيرة إلى فترات إقامة أطول ، وربما يومًا ما ، إلى المستعمرات.
أولاً ، رغم ذلك ، سنعود إلى القمر.
لماذا القمر قبل المريخ؟
يوضح فيليب ميتزجر ، الفيزيائي في مركز كينيدي للفضاء التابع لناسا ، أن 'القمر هو خطوة أولى طبيعية'. 'إنه قريب. يمكننا ممارسة العيش والعمل وممارسة العلوم هناك قبل القيام برحلات أطول وأكثر خطورة إلى المريخ '.
هناك الكثير من القواسم المشتركة بين القمر والمريخ. القمر لديه سدس جاذبية الأرض فقط. المريخ ثلث. القمر ليس له غلاف جوي. الغلاف الجوي للمريخ مخلخل للغاية. يمكن أن يصبح القمر شديد البرودة ، حيث تصل درجة الحرارة إلى -240 درجة مئوية في الظلال ؛ يتراوح كوكب المريخ بين -20 درجة و -100 درجة مئوية.
والأهم من ذلك ، أن كلا الكوكبين مغطى بالغبار الناعم بالطمي ، والذي يسمى 'الثرى'. نشأ الثرى على القمر عن طريق القصف المتواصل للنيازك الدقيقة والأشعة الكونية وجزيئات الرياح الشمسية التي تكسر الصخور لمليارات السنين. نتج الثرى المريخي عن تأثيرات المزيد من النيازك الضخمة وحتى الكويكبات ، بالإضافة إلى أعمار من التعرية اليومية من المياه والرياح. هناك أماكن في كلا العالمين حيث يبلغ عمق الثرى أكثر من 10 أمتار.
يعد تشغيل المعدات الميكانيكية في وجود الكثير من الغبار تحديًا هائلاً. في الشهر الماضي فقط ، شارك Metzger في رئاسة اجتماع حول موضوع: 'المواد الحبيبية في استكشاف القمر والمريخ' ، الذي عقد في مركز كينيدي للفضاء. تصارع المشاركون في قضايا تتراوح من النقل الأساسي ('ما نوع الإطارات التي تحتاجها عربة عربات التي تجرها الدواب المريخ؟') إلى التعدين ('ما مدى العمق الذي يمكنك الحفر قبل انهيار الحفرة؟') إلى العواصف الترابية - الطبيعية منها والاصطناعية ('ما مقدار الغبار سوف يرتفع صاروخ هبوط؟ ').
ليس من السهل الإجابة على هذه الأسئلة على الأرض. غبار القمر وغبار المريخ ... غريب جدًا.
جرب هذا: مرر إصبعك عبر شاشة جهاز الكمبيوتر الخاص بك. ستحصل على القليل من بقايا الغبار التي تلتصق بأطراف أصابعك. إنه ناعم وغامض - هذا هو غبار الأرض.
يختلف الغبار القمري عن الآخر: 'إنه يشبه تقريبًا أجزاء من الزجاج أو المرجان - الأشكال الغريبة شديدة الحدة والمتشابكة' ، كما يقول ميتزجر. (شاهد صورة للغبار القمري.)
يقول ماسامي ناكاجاوا ، الأستاذ المساعد في قسم هندسة التعدين في كلية كولورادو للمناجم: 'حتى بعد المشي لمسافات قصيرة على القمر ، اكتشف رواد الفضاء أبولو 17 أن جزيئات الغبار قد تسبب في تشويش مفاصل الكتف في بدلاتهم الفضائية'. 'تغلغل غبار القمر في الأختام ، مما تسبب في تسرب بعض ضغط الهواء في بدلات الفضاء.'
يضيف ناكاجاوا ، أنه في المناطق المضاءة بنور الشمس ، يرتفع الغبار الناعم فوق ركبتي رواد فضاء أبولو وحتى فوق رؤوسهم ، لأن الجسيمات الفردية كانت مشحونة إلكتروستاتيكيًا بواسطة ضوء الشمس فوق البنفسجي. عندما يتم تعقب جزيئات الغبار هذه في موطن رواد الفضاء حيث تصبح محمولة في الهواء ، فإنها تهيج عيونهم ورئتيهم. 'إنها مشكلة خطيرة محتملة.'
الغبار موجود أيضًا في كل مكان على سطح المريخ ، على الرغم من أن غبار المريخ قد لا يكون حادًا مثل غبار القمر. التجوية تنعم الحواف. ومع ذلك ، فإن العواصف الترابية المريخية تضرب هذه الجسيمات بسرعة 50 م / ث (100+ ميل في الساعة) ، وتجوب كل سطح مكشوف. كما كشفت المركبة الجوالة سبيريت وأوبورتونيتي ، من المحتمل أن يكون غبار المريخ (مثل غبار القمر) مشحونًا كهربائيًا. إنه يتشبث بالألواح الشمسية ، ويمنع أشعة الشمس ويقلل من كمية الطاقة التي يمكن توليدها لمهمة سطحية.
لهذه الأسباب ، تمول وكالة ناسا مشروع ناكاجاوا للغبار ، وهي دراسة مدتها أربع سنوات مخصصة لإيجاد طرق للتخفيف من آثار الغبار على الاستكشاف الآلي والبشر ، بدءًا من تصميمات مرشحات الهواء إلى الطلاءات الرقيقة التي تطرد الغبار من بدلات الفضاء والآلات. .
القمر هو أيضًا ساحة اختبار جيدة لما يسميه مخططو المهمة 'استخدام الموارد في الموقع' (ISRU) - a.k.a. 'العيش خارج الأرض.' سوف يرغب رواد الفضاء على المريخ في استخراج بعض المواد الخام محليًا: الأكسجين للتنفس ، والمياه للشرب ووقود الصواريخ (بشكل أساسي الهيدروجين والأكسجين) من أجل العودة إلى الوطن. يقول ميتزجر: 'يمكننا تجربة ذلك على القمر أولاً'.
يُعتقد أن كلا من القمر والمريخ يؤويان المياه المتجمدة في الأرض. الدليل على ذلك غير مباشر. كشفت المركبات الفضائية التابعة لوكالة ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية عن الهيدروجين - على الأرجح الهيدروجين في H2O - في تربة المريخ. تتراوح الرواسب الجليدية المفترضة من قطبي المريخ إلى خط الاستواء. من ناحية أخرى ، يتم توطين الجليد القمري بالقرب من القطبين الشمالي والجنوبي للقمر في أعماق الفوهات حيث لا تشرق الشمس أبدًا ، وفقًا لبيانات مماثلة من Lunar Prospector و Clementine ، وهما مركبتان فضائيتان رسمتا القمر في منتصف التسعينيات.
إذا أمكن حفر هذا الجليد ، وإذابته وتقسيمه إلى هيدروجين وأكسجين ... فويلا! التوريدات الفورية. ستستخدم مركبة الاستطلاع المدارية القمرية التابعة لناسا ، المقرر إطلاقها في عام 2008 ، أجهزة استشعار حديثة للبحث عن الرواسب وتحديد مواقع التعدين المحتملة.
يقول ميتزجر: 'إن قطبي القمر مكان بارد ، لذا فقد عملنا مع أشخاص متخصصين في الأماكن الباردة لمعرفة كيفية الهبوط على التربة والحفر في التربة الصقيعية لحفر المياه'. من بين شركاء وكالة ناسا المحققون من مختبر هندسة المناطق الباردة التابع لفيلق مهندسي الجيش (CRREL). تشمل التحديات الرئيسية طرق هبوط الصواريخ أو بناء موائل على تربة غنية بالجليد دون أن تذوب حرارتها الأرض حتى تنهار تحت ثقلها.
سيكون اختبار كل هذه التكنولوجيا على القمر ، الذي يبعد يومين أو ثلاثة أيام فقط عن الأرض ، أسهل بكثير من اختبارها على المريخ ، على بعد ستة أشهر.
إذن… إلى المريخ! لكن أولاً ، القمر.
المصدر الأصلي: [البريد الإلكتروني محمي] المادة
