مهمة التوأم لاستكشاف أسرار فقدان غلاف المريخ الجوي

ستستعين المركبتان التوأمان في مهمة ESCAPADE التابعة لوكالة NASA بجاذبية الأرض في 7 و9 نوفمبر لتنطلقا نحو المريخ، حيث ستدرسان كيف تتفاعل الرياح الشمسية مع ما تبقّى من حقوله المغنطيسية. والغاية من ذلك المساعدة في تفسير كيف فقد الكوكب غلافه الجوي.

تتألف المهمة من مركبتين تحملان الاسمين Red وBlue، وستكونان أول زوج من المركبات يحلّق في تشكيل واحد حول المريخ.

ماذا ستفعل المركبتان خلال المرور قرب الأرض؟

ستقترب كل مركبة من الأرض وتستخدم محركاتها الدافعة مع جاذبية كوكبنا في مناورة «المقلاع الجاذبي»، وهي مناورة تستعير فيها المركبة جزءاً من طاقة الكوكب لتزيد سرعتها. وعند أقرب نقطة ستكون المركبة على ارتفاع يتراوح بين 965 و1,770 كيلومتراً فوق سطح الأرض.

وسيستغرق إشعال المحركات للانطلاق نحو المريخ، وهو ما يسمى «حرق الحقن عبر المريخ»، نحو 9 دقائق في كل مرة. وسترفع هذه الدفعة سرعة المركبة من نحو 10.14 كيلومتر في الثانية إلى نحو 10.78 كيلومتر في الثانية، أي بزيادة تتجاوز 2,000 كيلومتر في الساعة. وستنفّذ المركبة الأولى مناورتها في 7 نوفمبر، والثانية في 9 نوفمبر.

لم تكن هذه الوجهة المباشرة المسار الأول. فقد فاتت ESCAPADE نافذة الإطلاق المعتادة نحو المريخ، وهي نافذة تتكرر كل 26 شهراً تقريباً. وقبل أن تقترب من الأرض ظلّت المركبتان تتمهلان قرب نقطة لاغرانج الثانية بين الأرض والشمس (Lagrange point 2)، وهي موضع تتوازن فيه قوى الجاذبية بما يتيح للمركبة البقاء قريبة منه.

وخلال تلك الرحلة عبرت المركبتان الذيل المغنطيسي للأرض (Magnetotail) ورصدتاه، وهي المرة الأولى التي يحدث فيها ذلك لمركبات فضائية. وتَعِد المهمة بمشاركة نتائج هذه الأرصاد قريباً.

لماذا يهمّ المجال المغنطيسي في قصة غلاف المريخ؟

يرجّح العلماء أن المريخ كان في الماضي دافئاً ورطباً، وصالحاً للحياة، وربما احتضن حياة بسيطة. أما اليوم فغلافه الجوي رقيق ويتكوّن من ثاني أكسيد الكربون. وتقوم الفرضية السائدة على أن الأشعة فوق البنفسجية الشمسية دفعت الغلاف الجوي القديم إلى الفضاء، وأن ذلك حدث بعد أن برد قلب الكوكب المنصهر وزال مجاله المغنطيسي الواقي.

وصورة فقدان الغلاف الجوي مفهومة في خطوطها العامة، لكن تفاصيل العمليات التي جرت ما زالت غير واضحة. هنا تأتي أهمية ما بقي من مجاله.

فالمجال المغنطيسي العالمي للمريخ اختفى، لكن مجالات محلية في القشرة ما زالت قائمة، وتُسمّى المجالات المغنطيسية المتبقية. وتنشأ من شظايا قشرية غنية بالحديد حافظت على اتجاهات المجال القديمة حين تعطّل «الدينامو» المريخي قبل مليارات السنين. والدينامو هو الحركة داخل القلب المنصهر التي تولّد المجال. وكان هذا المجال القديم أقوى من المجالات المحلية الباقية اليوم. وتولّد مجالات السطح هذه بقعاً مغنطيسية مماثلة في الغلاف الجوي العلوي.

Loading image...

ستقيس Red وBlue كيف تتفاعل الرياح الشمسية مع هذه البقايا.

ما الذي تضيفه مركبتان بدل واحدة؟

يمكن أن يتغيّر تفاعل الرياح الشمسية مع المجالات المغنطيسية خلال فترات زمنية قصيرة جداً. والمركبة الواحدة لا تستطيع أن تميّز بين تغيّر حدث في التفاعل نفسه وتغيّر ظهر لأنها انتقلت إلى موضع آخر. أما مركبتان تقيسان في الوقت ذاته من موضعين مختلفين فيمكنهما الفصل بين الأمرين، وهذا ما يبرّر فكرة التشكيل المزدوج. وتسمّي NASA هذا التشكيل «سلسلة اللآلئ»، وتتوفر صورة متحركة توضح التشكيل.

وتنقسم المهمة العلمية إلى مرحلتين:

• المرحلة «أ»: تتشارك المركبتان المدار نفسه وتحلّقان على مسافات متفاوتة بينهما، وتستمر نحو 6 أشهر.
• المرحلة «ب»: تخفض Blue مدارها إلى نحو 7,000 كيلومتر، بينما ترفع Red مدارها إلى نحو 10,000 كيلومتر. وتستمر هذه المرحلة نحو 5 أشهر حتى نهاية المهمة العلمية الاسمية.

يمكن أن تواصل المركبتان العمل سنوات طويلة بعد انتهاء المهمة العلمية الاسمية، وستقرر NASA ما ستفعله بهما حينذاك.

هل يمكن رؤيتهما من الأرض؟

قد يتمكن بعض المراقبين على الأرض من رؤية المركبتين، لكنّ التلسكوب سيكون لازماً على الأرجح. وستبدوان زوجاً من الأجسام الخافتة بحجم الثلاجة بين النجوم.

ما الذي تتعلمه الأرض من مريخٍ فقد صلاحيته للحياة؟

تتباين قصة المريخ مع قصة الأرض. فكوكبنا صالح للحياة منذ مليارات السنين، وازدهرت فيه الحياة المعقدة مئات ملايين السنين، وربما أكثر بحسب تعريف الحياة المعقدة. وتتيح دراسة تاريخ غلاف المريخ الجوي فرصة قريبة لفهم كيف تفقد الكواكب صلاحيتها للحياة.

وما تزال الإجابة مؤجلة إلى أن تبلغ المركبتان المريخ وتبدآ القياس في مداريهما. وعندها سيتبيّن ما إذا كانت أرصاد التشكيل المزدوج ستسدّ الفجوات التي ما زالت قائمة في تفسير ما جرى لغلاف الكوكب.

للاطلاع على نظرة عامة على المهمة، يمكن مراجعة صفحة ESCAPADE.