قيل في الأثر إن كوكب المريخ يحمل اللسان العربي، وأن مصطلح "مريخ" يعود إلي الأصل العربي "أمرخ"، وأن تلك اللفظة تعني "ذي البقع الحمراء"، فقالوا في المأثورات "ثور أمرخ"، أي ثور به بقع حمراء، وفي عام 1879 وعندما كُلف عالم الفلك الإيطالي "جيوفاني شياباريلي" برسم خريطة لتضاريس المريخ، أطلق علي قطعة من سطح المريخ اسم "تيرا أريبيا"، وهي عبارة لاتينية تعني "الأرض العربية"، لانتشار بقع بيضاء يختلف لونها بين الفاتح والداكن، وهي في ذلك تشبه الميزات الطبيعية لشبه الجزيرة العربية.

تلك الخلفية التاريخية في علاقتنا مع المريخ كانت تحتم علينا ضرورة إيجاد دور علمي استكشافي لهذا الكوكب المثير دائماً للجدل، باعتباره أقرب الكواكب، والذي يُحتمل أن يكون فيه مياه، كما أنه الكوكب الوحيد الشبيه بالأرض، لذلك جاءت أهمية المشروع الإماراتي "مسبار الأمل"، وهو أول مشروع عربي إسلامي من نوعه، يتضمن إطلاق مسبار فضائي لاستكشاف الكواكب الأخرى.

"مسبار الأمل".. أضحي يشكل دليلاً على قدرة العالم العربي على المساهمة الفاعلة في إغناء الحضارة والمعرفة البشرية، ويثبت أن الثقة والطموح بإمكانه تحقيق النجاح والإنجاز بالرغم من الظروف التي تعاني منها منطقتنا العربية، كما أنه نموذج عملي محسوس يهدف إلى إلهام شعوب المنطقة، لذلك يمكن النظر إلى هذا المشروع المتفرد كرمز للأمل، وكوسيلة لإلهام شباب الأجيال الجديدة، وجعلهم يسعون للتفكير بإيجابية والتطلع لمستقبل تملؤه الفرص.

الكوكب الأحمر

قبل الحديث عن "مسبار الأمل" علينا أولاً التقرب بشكل أكثر من المريخ، فذلك الكوكب يبلغ قطره حوالي 6800 كيلومتر، وهو بذلك مساوٍ لنصف قطر الأرض وثاني أصغر كواكب النظام الشمسي بعد عطارد، وتقدر مساحته بربع مساحة الأرض، يدور حول الشمس في مدار يبعد عنها بمعدل 228 مليون كيلومتر تقريبا، أي 1.5 مرة من المسافة الفاصلة بين مدار الأرض والشمس، يدور في فُلكه قمران، الأول يسمي "ديموس"، أي الرعب باللغة اليونانية، والثاني يسمي "فوبوس" أي خوف.

هل احتوي المريخ علي المياه منذ أكثر من 3.8 مليار سنة؟.. كان هذا السؤال هو العامل المهم في رحلات استكشاف الكوكب الأحمر، فهذا التساؤل سمح بوضع فرضية الحياة علي ذاك الكوكب، فأينما وجد الماء وجدت الحياة، علي الأقل بشكل نظري، فسطحه يضم ودياناً وأنهاراً جافة وجبالا أعلي من مثيلاتها الأرضية، وبه أكبر بركان في المجموعة الشمسية يطلق عليه اسم "أوليمبوس"، ويصل ارتفاعه إلي 25 كيلو متراً.

وتوجد المياه علي سطح المريخ غالبا في صورة جليد، ويمثل الغطاءان الجليديان في القطب الشمالي والجنوبي للكوكب معظم الجليد الموجود علي السطح، كما يوجد بعض الجليد في صخور القشرة المريخية، بالإضافة إلي نسبة ضئيلة من بخار الماء في الغلاف الجوي، ولكن لا توجد مياه سائلة علي السطح، يرجع وجود الماء في صورة جليدية الي الظروف المناخية، فدرجات الحرارة منخفضة جدا، وتؤدي الي تجمد المياه الفوري.

جميع الدراسات أكدت ان الوضع علي سطح المريخ كان مختلفا كثيرا عما هو عليه الآن، وأنه ربما كان يشبه كوكب الأرض، حيث كانت توجد المياه السائلة في مساحات كبيرة من سطحه، مشكلة محيطات مثل الموجودة الآن علي سطح الأرض.

أما عن طبوغرافية كوكب المريخ فجديرة بالاهتمام، ففي حين يتكون الجزء الشمالي من الكوكب من سهول الحمم البركانية، وتقع البراكين العملاقة على هضبة تارسيس وأشهرها على الإطلاق "أوليمبوس مون"، وهو بدون شك أكبر بركان في المجموعة الشمسية، الجزء الجنوبي منه يتمتع بمرتفعات شاهقة، ويبدو على المرتفعات آثار النيازك والشهب، ويغطي سهوله الغبار والرمل الغني بأكسيد الحديد ذي اللون الأحمر، تغطي بعض مناطقه أحيانا طبقة رقيقة من جليد الماء، في حين تغطي القطبين طبقات سميكة من جليد مكون من ثاني أكسيد الكربون والماء المتجمد، كما يمتاز المريخ بوجود أكبر أخدود في النظام الشمسي، فيمتد أخدود "وادي مارينر" إلى مسافة 4000 كم، وبعمق يصل إلى 7 كيلومترات.

رحلات استكشافية

للأهمية القصوي لكوكب المريخ، بدأ العالم في دراسته منذ سنوات طويلة، ومنذ أن ارتادت القوتين العظميين الولايات المتحدة الأمريكية والاتحاد السوفيتي في ستينيات القرن الماضي، وهناك دائماً محاولة، فخلال العقود الأخيرة هناك ما يقرب من 44 محاولة لإرسال مركبات فضائية للكوكب الأحمر من قِبل الولايات المتحدة، الاتحاد السوفيتي، أوروبا، واليابان، إلا أن أكثر من ثلثي تلك الرحلات باءت بالفشل، إما على الأرض، أو خلال رحلتها أو خلال هبوطها على سطح الكوكب الأحمر.

حالياً يستضيف المريخ 5 مركبات فضائية لا تزال تعمل، ثلاث مركبات منها تدور في مدار الكوكب وهي مارس أوديسي، ومارس إكسبريس، ومارس ريكونيسانس أوربيتر، واثنتان علي سطحه وهما كيوريوسيتي روفر، وأبورتيونيتي، كما أن هناك بعض المركبات الفضائية التي لم تعد تعمل حتي الآن، سواء كانت مركبات نجحت في مهمتها قديماً، أو لم تنجح علي الإطلاق، مثل المركبة الفضائية "فينيكس لاندر"، والتي أنهت مهمتها عام 2008.

أما عن المركبات الفضائية الخمس، فكما قلنا تنقسم إلي فئتين، الأولي تعمل في مدار المريخ، وتضم ثلاث مركبات، الأولي "مارس اوديسي"، مركبة أمريكية انطلقت في 7 إبريل 2001 من مركز كينيدي، وصلت إلى مدار المريخ في 24 أكتوبر 2001، بهدف دراسة المريخ ومعدلات الإشعاعات الخطرة على سطحه، والثاني "مارس إكسبريس"، التابع لوكالة الفضاء الأوروبية، وانطلقت في 2 يونيو 2003، لتصل إلي مدار المريخ في 25 ديسمبر 2003، تحمل على متنها مركبة الهبوط بيجل 2، ولكنها فُقدت أثناء دخولها المجال الجوي، وأغلب الظن أنها تحطمت، وأخيراً مركبة "مارس ريكونيسانس أوربيتر"، أضخم المركبات الفضائية، وصل وزنها إلي 2 طن، أُطلقت في 12 أغسطس 2005، مزودة بأحدث التقنيات اللازمة للتصوير الدقيق لسطح المريخ.

أما المسبارات التي تعمل علي سطح المريخ، فتضم مركبتين الأولي "أبورتيونيتي"، وأرسلتها وكالة ناسا إلى المريخ عام 2004 كجزء من برنامج الاستكشاف، والبحث عن المياه على سطحه ودراسة صخوره وتربته، لتكون الثانية بعد توأمة المسبار "‏سبيريت"، والذي أرسلته "ناسا" إلى المريخ قبل "أبورتيونيتي" بأسبوعين، وهبط على الجانب الآخر للمريخ، والثاني المسبار "كيوريوسيتي روفر"، وهي عربة متجولة، تتحرك بالطاقة النووية، تُعد جزءاً من مشروع "مختبر علوم المريخ"، هبط علي المريخ بعد رحلة استغرقت 8 أشهر يوم 6 أغسطس 2012، والهدف دراسة جيولوجيا وكيمياء المريخ.

مسبار الأمل العربى

أمام تلك التحركات الدولية كان من الصعب أن يقف العرب مكتوفي الأيدي، وقد جاءت دولة الإمارات العربية المتحدة لتشكل تحدياً عربياً جديداً في عالم الفلك، ذلك العلم الذي طالما برعنا فيه قديماً، فقد أعلن بشكل رسمي صاحب السمو الشيخ خليفة بن زايد آل نهيان، رئيس الدولة، عن مشروع هو الأول من نوعه في الشرق الأوسط، بل وجنوب العالم كله، مشروع "مسبار الأمل" لدراسة واستكشاف المريخ، ويشارك فيه أكثر من 70 باحثاً وعالماً ومهندساً إماراتياً، يصلون إلي 150 عالماً عام 2020، وما يقرب من 200 آخرين من المختصصين العلميين للمراكز الدولية الشريكة.

"مسبار الأمل" والذي سيشكل انطلاقة عربية حقيقية في عالم الفضاء، سيقدم أول صورة شاملة وكاملة للغلاف الجوي المريخي على مدار العام، وسيدرس كيفية تفاعل الطبقة العليا، والطبقة السفلى من الغلاف الجوي للكوكب الأحمر، كما سيرسم صورة جيدة عن مناخ المريخ الحالي، وما كان عليه قبل تلاشي غلافه الجوي، علي مدار اليوم وعبر كافة الفصول والمواسم بشكل مستمر، ليشكل منحي جديداً، فجميع المسابير التى أطلقتها الدول المتقدمة لاستكشاف المريخ، كانت تأخذ فقط لقطات ثابتة في أوقات محددة من اليوم، ما يجعله الأول من نوعه في العالم.

المشروع الإماراتي لاستكشاف المريخ طبقاً للمخطط العلمي سيكون بمثابة أول مرصد جوي مريخي حقيقي، بالإضافة إلى دراسة كافة التغيرات التي تحدث في طبقات الغلاف الجوي السفلى، كالعواصف الغبارية، والتغيرات في درجات الحرارة على طبقات الغلاف الجوي العليا، ودراسة العلاقة بين مناخ المريخ وتضاريسه، سواء فوق قمم البراكين الضخمة الموجودة على سطح الكوكب الأحمر، أو أعماق وديانه السحيقة، وعلاقة كل ذلك بطبقات الغلاف الجوي.

يتكون مسبار الأمل من مجسم سداسي الشكل، يشبه إلي حد كبير خلايا النحل، مصنوع من الألمنيوم الصلب، خفيف الوزن، وله غلاف مقوى من صفائح مركبة، ووزن المسبار الكلى واحد طن ونصف، طوله 2.9 متر وعرضه 2.37 متر، يحتوي على مجموعتين من دافعات الصواريخ، الأولى عبارة عن دافعات كبيرة يصل عددها إلى 6 دافعات، وتُستخدم للتحكم فى السرعة، والثانية صغيرة يصل عددها إلى 12 دافعة مزودة بنظام التحكم بالاتجاه تُستخدم لتعديل موضع واتجاه المسبار بدقة.

المسبار مجهز بعدد ثلاثة ألواح شمسية لتوليد الطاقة اللازمة لتشغيل أجهزته، مرورا بالفضاء حتى وصوله إلي المريخ، تفتح ذاتياً لحظة انطلاق المسبار في الفضاء وانفصاله عن صاروخ الإطلاق، كما أنه مزود بمستشعر رئيسى ذي قدرة عالية، يولّد موجات كهرومغناطيسية ضيقة التردد، يتم توجيهها بزاوية تتوقف على اتجاه المسبار فى الفضاء، وبشكل مباشر نحو محطة التحكم والمراقبة الأرضية، وبطبق استقبال هوائي قطره 1.5 متر ليمكن المسبار من التواصل مع غرفة التحكم والمراقبة الأرضية، بالإضافة إلي مستشعرات منخفضة الاستقطاب أقل قدرة على التوجه الذاتي الدقيق، ومستشعرات خاصة لتعقّب مواقع النجوم تساعده فى تحديد موقعه في الفضاء.

يحتاج المسبار أثناء مساره لتغيير اتجاهه ذاتياً من وقت لآخر، أحياناً لتوجيه ألواحه ذاتياً نحو الشمس، وأحياناً لتوجيه المستشعر الهوائي نحو الأرض، أو لتوجيه معداته العلمية نحو الكوكب الأحمر، ولهذا يتضمن المسبار مجموعة من عجلات التحكم الداخلية، تولد عن طريق دورانها طاقة الدفع اللازمة لتدوير المسبار بدقة حول أي محور، كما يُجهز مسبار الأمل بحاسب آلى ذي قدرات عالية، مزودا ببرامج متطورة وظيفتها تعديل اتجاهه ذاتياً لإدخاله في مدار المريخ، دون الحاجة لأي توجيه بشري من كوكب الأرض.

أما عن أهم التجهيزات لعمل المسبار، فقد كشف الفريق العلمي الإماراتي عن ثلاثة أجهزة بالغة الأهمية، وهي كاشف يعمل فى مجال الأشعة تحت الحمراء للطيف الكهرومغناطيسى، يقوم بدراسة أنماط التغيرات في درجات الحرارة والجليد وبخار الماء، وكاشف آخر يعمل فى مجال الأشعة فوق البنفسجية للطيف الكهرومغناطيسى، يقوم بدراسة الطبقة العليا من الغلاف الجوي وتعقب آثار غازي الأوكسجين والهيدروجين عند هروبها نحو الفضاء، بالإضافة إلي كاميرا بصرية ذات قدرة تفريقية مكانية عالية تقوم بإرسال صور رقمية ملونة إلى كوكب الأرض، وبسعة موجة نقل البيانات 1.6 ميجا بيت في الثانية عند أقرب نقطة بين المريخ والأرض.

رحلة المسبار

أما عن رحلة مسبار الأمل، فمن المخطط أن يصل مسبار الاستكشاف إلى المريخ بحلول عام 2021، تزامناً مع ذكرى مرور خمسين عاماً على قيام اتحاد دولة الإمارات العربية المتحدة، ولكي يتمكن المسبار من إنجاز ذلك، يجب أن ينطلق نحو المريخ ضمن إطار زمني وجيز ومحدد يعرف بـ"مهلة الإطلاق" في شهر يوليو من عام 2020، ويعود ذلك إلى أن الأرض أسرع في دورتها  حول الشمس من المريخ، ولهذا فهي تلحق به أحياناً وتسبقه أحياناً أخرى أثناء دوران كل منهما في فلكه، ولكنهما يكونان في أقصى نقطة تقارب لهما مرة واحدة فقط كل سنتين، وهذا ما سيحدث في 2020،  وإن لم يتم إطلاق المسبار ضمن مهلة الإطلاق هذه، لن يكون بالإمكان الوصول إلى المريخ عام 2021.

أما بالنسبة لكيفية إيصال المسبار إلى مدار المريخ، فسيتم وضعه في مقدمة صاروخ حامل مشابه للصواريخ المستخدمة عادة في إطلاق الأقمار الصناعية وروّاد الفضاء إلى محطة الفضاء الدولية، وسيتم تركيب المسبار وإعداد الصاروخ للإطلاق، وبمجرد وصول العداد التنازلي إلى الصفر، يندفع الصاروخ باتجاه الفضاء بسرعة 39,600 كم/ الساعة، وهي السرعة اللازمة لتحرير المسبار من الجاذبية الأرضية، وتعرف بـسرعة الإفلات من الجاذبية الأرضية، وبعد مرور حوالي دقيقة من الزمن، تنفصل المجموعة الأولى من الصواريخ الصغيرة المعززة ثم تتساقط، يتبعها عملية تشغيل ثلاث منصات صاروخية، ستتهاوى بدورها إلى أن  يقوم الصاروخ بتحرير المسبار في الفضاء ليكمل  رحلته للمريخ عبر النظام الشمسي.

ويحتاج المسبار الفضائي الإماراتي خلال رحلته الممتدة من سبعة إلى تسعة أشهر إلى تغيير موضعه من وقت لآخر، وذلك من أجل توجيه ألواحه الشمسية باتجاه الشمس بهدف شحن بطارياته، ومن ثم لإعادة توجيه لاقط الموجة الخاص به باتجاه كوكب الأرض بهدف المحافظة على الاتصال مع مركز العمليات والمراقبة، وللتمكن من الاتصال بكوكب الأرض، سيحتاج المسبار إلى تحديد موقعه بدقة في الفضاء بشكل دائم، ليتمكن من توجيه اللاقط الخاص به باتجاه الأرض، ولهذا يعتمد المسبار على مجسات تعقّب النجوم مستخدماً أنماط التجمعات النجمية، فيما يشبه إلى حد كبير الأسلوب الذي اعتاده البدو والبحارة في قديم الزمان للاستدلال على طريقهم.

لحظة الحسم

في بداية عام 2021 سيقترب المسبار كثيراً من كوكب المريخ، وستكون تلك لحظة حاسمة أخرى في هذا المشروع، حيث  سيتعين على  المسبار استخدام دافعاته كفرامل ليخفف سرعته، متأهباً  للدخول إلى مدار كوكب المريخ، وتكمن صعوبة هذه اللحظة في أن  المسبار في ذلك الوقت سيكون بعيداً، لدرجة  تستغرق بها الإشارات اللاسلكية من 13 إلى 20 دقيقة لتصل كوكب الأرض، الأمر الذي يجعل من عملية التحكم بالمسبار بشكل لحظي أمراً غير ممكن، ولهذا السبب صممت برمجيات المسبار بحيث يكون ذاتي التحكم قدر المُستطاع، وقادراً على اتخاذ القرار لتصحيح مساره دون الحاجة إلى أي تدخل بشري لحظي.

بمجرد وصول المسبار إلى مدار المريخ، سيتعين عليه أن يُشغل محركاته تلقائياً لمدة ثلاثين دقيقة، وإلا فإنه سوف يتخطى كوكب المريخ، وينتهي به المطاف تائهاً في الفضاء، وإلى حين تمام ذلك، سيكون فريق العمليات والمراقبة على الأرض في حالة ترقب، وفي انتظار استلام إشارة من المسبار تدل على أنه دخل مدار المريخ بنجاح، وبدأ في الدوران حول الكوكب الأحمر، وسيدخل المسبار أولاً في مدار واسع بيضوي الشكل، لينتقل فيما بعد إلى مدار علمي أقرب إلى الكوكب، وستتراوح سرعته بين 3600 إلى 14,400 كم/ الساعة وستبلغ أقصاها عندما يجعله مداره البيضوي أكثر قرباً من الكوكب، وسيقوم بتشغيل مجساته، ويبدأ بجمع البيانات التي سيرسلها فيما بعد إلى كوكب الأرض.

أ.د/ علاء النهري

نائب رئيس المركز الإقليمى لتدريس علوم وتكنولوجيا الفضاء بالأمم المتحدة