By Hafifah Aman 
ستشرع المركبة الفضائية الأوروبية Jupiter IC Moons Explorer (JUS) في مهمة طموحة لاستكشاف أقمار المشتري الأسبوع المقبل. لكن المهمة ستلقي فقط لمحة موجزة عن القمر الصالح للسكن يوروبا. إليكم السبب.
البقاء على قيد الحياة على قوة صغيرة مثل نصف مجفف شعر وامتلاك “مخبأ نووي” لحماية أجهزتها الإلكترونية من الإشعاع ، كوكب المشتري IC Moons Explorer (عصير) إنها أعجوبة تكنولوجية لا يمكن أن تحيا أوروبا طويل. صغير جدا يوم الخميسقد تكون الأقمار الأربعة الرئيسية هي أكثر المواقع المرغوبة النظام الشمسي لاستضافة الحياة خارج كوكب الأرض في البحار الجليدية ؛ وفقًا لوكالة ناسا ، البيئة حول القمر قاسية جدًا.
الذهاب إلى كوكب المشتري ليس بالأمر السهل. كلما اقتربت عملاق الغاز كلما كنت تريد أن تكون في محيطه لفترة أطول ، أصبح الأمر أكثر صعوبة. على بعد خمس مرات من الشمس على عكس الأرض ، يعيش المشتري في منطقة الشفق في النظام الشمسي ، ولا يتلقى سوى 4٪ من ضوء الشمس الذي يتلقاها كوكبنا. وهذا يعني أن أي مركبة فضائية تريد الاعتماد على الطاقة الشمسية يجب أن تحتوي على مصفوفات شمسية ضخمة. هنا تبدأ التحديات. المجال المغناطيسي للمشتري أقوى بـ 10000 مرة من ذلك أرض، والتي يمكن أن تؤثر على القياسات العلمية للمركبة الفضائية ، قال جاستن بيرن ، رئيس برامج الدفاع وعلوم الفضاء في إيرباص ، الذي قاد الكونسورتيوم الذي طور مركبة الفضاء JUICE ، لموقع ProfoundSpace.org. الأسوأ من ذلك كله ، أن هذا المجال المغناطيسي فائق القوة يحبس جزيئات كوكب المشتري ونشاطه البركاني الفائق لأقرب قمر ويشحنها بشكل فائق. واحسرتاه ضخ حول الكوكب في الفضاء. ونتيجة لذلك ، فإن مستويات الإشعاع في المنطقة المجاورة للكوكب مرتفعة مثل بؤرة انفجار نووي.
متعلق ب: ها هو! أقرب منظر لقمر محيط كوكب المشتري يوروبا منذ 22 عامًا
داء إشعاع الأقمار الصناعية
يدور يوروبا حول كوكب المشتري على مسافة 417000 ميل (671000 كم) ، أي أكثر من ضعف المسافة بين القمر والأرض ، وهو ثاني أقرب قمر لكوكب المشتري. مستويات الإشعاع حول أوروبا ليست أعلى من تلك الموجودة في أقرب Io ، ومع ذلك ، يقدر العلماء أن جسمًا في مدار حول أوروبا يتلقى في يوم واحد كمية الإشعاع التي تبلغ 5.4 سيفرت ، وهي ضعف القيمة التي تسبب المرض الإشعاعي الشديد. للبشر. بالطبع ، مركبة الفضاء ليست مأهولة ، لكن بايرن يعترف بأن مستويات الإشعاع هذه تتجاوز ما اعتاد عليه مصممو سفن الفضاء.
قال بايرون: “لقد اعتدنا على الإشعاع في الفضاء”. “الرحلات حول الأرض يجب أن تمر عبر الأرض أحزمة الإشعاعلكن مستويات الإشعاع هناك ليست قريبة مما قد تتعرض له مركبة فضائية بالقرب من المشتري “.
تعتبر المستويات العالية من الإشعاع أخبارًا سيئة للإلكترونيات والألواح الشمسية. قال بايرن إنه كلما زادت كثافة الإشعاع ، ستفشل الأنظمة الإلكترونية في وقت أسرع وتتفكك مصفوفات الطاقة الشمسية الأسرع. لهذا السبب ، خاصة بناسا يوروبا كليبر لن تبحث البعثة عن علامات الحياة على أوروبا مباشرة من مدار القمر ، ولكنها ستقوم بدلاً من ذلك بزيارات دورية قصيرة أثناء وجودها في مدار واسع حول كوكب المشتري. لهذا السبب ، اختارت وكالة الفضاء الأوروبية (ESA) أكبر قمر للمشتري وأقلها راحة. جانيميدكهدف أساسي للعصير.
مريحة جانيميد
على الرغم من أن احتمال احتواء جانيميد للحياة أقل من يوروبا ، وفقًا للعلماء ، إلا أن القمر بعيد عن أن يكون مملًا. أكبر من أصغر كوكب في المجموعة الشمسية الزئبق، جانيميد هو أكبر قمر في النظام الشمسي بأكمله والوحيد الذي يولد مجاله المغناطيسي. في عام 2034 ، بعد ثلاث سنوات من وصول كوكب المشتري (إذا سارت الأمور وفقًا للخطة) ، سيصبح جانيميد أول قمر غير أرضي. القمر يجب أن تكون هناك مركبة فضائية في مدارها.
يدور جانيميد حول كوكب المشتري على مسافة 665000 ميل (1،070،000 كم) ، وهو ثالث الأقرب إلى عملاق الغاز من الأقمار الأربعة الرئيسية. قال بيرن إن الإشعاع حول جانيميد أضعف 100 مرة من إشعاع يوروبا. ومع ذلك ، لن تصمد المركبة الفضائية JUICE لفترة طويلة في هذه البيئة دون بعض الحلول التي لم يتم استخدامها من قبل.
يوجد في قلب المركبة الفضائية 2.7 طن (2.42 طن متري) قبو مبطن بالرصاص يضم جميع إلكترونيات المركبات الفضائية (باستثناء الأدوات العلمية المصممة لدراسة البيئة القاسية في نظام المشتري).
قال بايرون “هناك كيلوغرامات من الرصاص في العصير”. “هذا يحد من كمية الإشعاع التي يحصل عليها البرق ويطيل حياتهم. لكن في النهاية ، يموتون. لا يمكنك إيقاف ذلك إلى الأبد.”
وأضاف بايرن أنه إذا كانت المركبة الفضائية ستصل إلى أوروبا ، فإن المخبأ النووي المصغر بهذا الرصاص يجب أن يكون قويًا للغاية.
موت الألواح الشمسية
ولكن في حين أن هناك حلًا لحماية الأنظمة الإلكترونية ، فإن المصفوفات الشمسية معرضة تمامًا للإشعاع. يعتقد بيرن أن تدهور الألواح الشمسية الخاصة بالعصير في البيئة القاسية حول المشتري قد يؤدي إلى زوال المهمة في نهاية المطاف.
نظرًا لبعد كوكب المشتري عن الشمس وانخفاض كثافة ضوء الشمس حول الكوكب ، يجب أن تكون الألواح الشمسية في جوبيتر ضخمة. تم تصميم الصفوف كجناحين صليبيين ، وتغطي مساحة 915 قدمًا مربعًا (85 مترًا مربعًا). قال بايرن إنه على الرغم من هذا الحجم الهائل والكفاءة التي حطمت الرقم القياسي بحوالي 30٪ ، فإن المصفوفات لا تنتج حتى ما يكفي من الكهرباء لتشغيل مجفف الشعر.
قال بايرن: “إنها بالفعل كمية صغيرة جدًا من الطاقة ، وعندما تتحلل على مدار حياتها بسبب الإشعاع ، ستنخفض كفاءتها إلى درجة لن يكون لديها فيها ما يكفي من الطاقة للقيام بهذه المهمة”.
تم تصميم العصير للبقاء على قيد الحياة لمدة أربع سنوات يدور حول كوكب المشتري أولاً ثم جانيميد. قبل دخول مدار جانيميد ، ستقوم المركبة الفضائية برحلتي طيران إلى يوروبا ، 21 من أكثر الأقمار بعدًا والأقل دراسة. كاليستو، وجانيميد 12. يعتقد بيرن أن مهندسي إيرباص والمتعاونين معهم من جميع أنحاء أوروبا قد بنوا المركبة الفضائية بقوة كافية لإنجاز مهمتها. ومع ذلك ، على عكس العديد من المهام الأخرى ، من غير المرجح أن يتجاوز JUICE عمره الافتراضي.
قال بيرن: “قد تستمر لفترة أطول قليلاً ، لكنها لن تدوم 10 سنوات مثل العديد من المهمات الأخرى”.
بالإضافة إلى بيئة الإشعاع المكثف ، ستستهلك البعثة أيضًا كمية كبيرة من الوقود بسبب الرحلات الجوية التي تستهلك كميات كبيرة من الوقود. أقمار كوكب المشتري.
قال بيرن: “سيكون هناك الكثير من التصحيحات في المسار ، وتغييرات في المسار”. “سيتطلب ذلك الكثير من الوقود. لذلك سينفد الوقود أولاً ، أو تتدهور المصفوفات الشمسية ، الأمر الذي قد يبعدنا عن المهمة.”
سيرغب المشغلون في إكمال مهمة Zus في الوقت المناسب عن طريق إرسالها في مسار تصادم مع Ganymede لمنع المركبة الفضائية من الخروج عن نطاق السيطرة. خردة الفضاء ثم يصطدم بأوروبا ويلوثه بالميكروبات الأرضية. نظرًا لأن العلماء لا يعتقدون أن جانيميد من المحتمل أن تؤوي الحياة ، ولأن سطحه لا يتلامس مع سطحه المحيط (على عكس سطح أوروبا الأكثر نشاطًا) ، فإن الخبراء ليسوا قلقين بشأن تناثر العصير في جليد القمر البكر. .
ما الذي يتطلبه إرسال العصير إلى مدار حول أوروبا؟
ولكن هل تعني كل هذه التحديات أن المركبة الفضائية التي تدور حول أوروبا ، المكان الأكثر احتمالًا في النظام الشمسي لاستضافة حياة خارج كوكب الأرض ، أمر مستحيل؟
يقول بيرن إن المهندسين يستكشفون حاليًا هذه الاحتمالات على أمل إرسال مركبة هبوط معقمة إلى أوروبا في المستقبل البعيد.
قال بيرن: “إنه يُنظر إليه على أنه تحدٍ”. “ستتطلب الإلكترونيات وربما المصفوفات الشمسية الأكبر حجمًا مزيدًا من الحماية. وهذا يعني المزيد من الكتلة. ولكن يمكننا القيام بذلك.”
هذه المهمة ، خطوة مجموعة إصدار عصير ESA (يفتح في علامة تبويب جديدة)و JUICE و Clipper من وكالة ناسا (التي ستطلق العام المقبل) ستقلع بعد عدة سنوات من إكمال مهماتهم. مهمتين ، سوف تنجح جونو من ناسا تستكشف المركبة الفضائية كوكب المشتري منذ عام 2016 ، مما يمهد الطريق لمواجهتنا النهائية مع إمكانات يوروبا والحياة الميكروبية.
تابع تيريزا بولديروفا على تويتر تضمين التغريدة (يفتح في علامة تبويب جديدة). تابعنا على تويتر تضمين التغريدة (يفتح في علامة تبويب جديدة) و على فيسبوك (يفتح في علامة تبويب جديدة).