تتجه مركبة فضائية كبيرة تابعة لناسا إلى منطقة خطيرة في النظام الشمسي

يتم تخزين أدمغة المركبة الفضائية أوروبا كليبر التابعة لناسا في قبو معدني.

إنه المكان الذي تقوم فيه مركبة الاستكشاف الكبيرة – التي يبلغ طولها ملعب كرة سلة – بحماية أجهزة الكمبيوتر والبرامج والعديد من الأجهزة الإلكترونية. المركبة على وشك الانطلاق إلى قمر كوكب المشتري أوروبا، وهو عالم يشتبه علماء الكواكب في أنه يحتوي على محيط ضعف الحجم من الأرض. مع حوالي 50 خطوة قريبة من أوروبا، ستكون ناسا قادرة على الإجابة بثقة على سؤال ما إذا كان هذا العالم المحيطي يستضيف أيضًا المكونات، مثل مصدر الطاقة والمواد المنبهة، لدعم الحياة.

ومع ذلك، فإن المناطق المحيطة بالإشعاع قاسية بشكل خاص.

قالت سينثيا فيليبس، عالمة جيولوجيا الكواكب في وكالة ناسا وعالمة فريق العمل في مهمة أوروبا كليبر التابعة لوكالة الفضاء، لموقع ماشابل: “إن بيئة الجسيمات المشحونة في موقع يوروبا هائلة”.

كوكب المشتري، وهو كوكب غازي عملاق يبلغ كتلته 317 مرة أكبر من الأرض، يولد مجالًا مغناطيسيًا هائلاً ينطلق ما بين 600000 إلى 2 مليون ميل (1 إلى 3 مليون كيلومتر) باتجاه الشمس. يتم إنشاؤه بواسطة النواة المعدنية السائلة للكوكب، والتي تدور وتولد تيارات كهربائية (الشحنات الكهربائية المتحركة تخلق مجالات مغناطيسية). والأهم من ذلك، أن هذا المجال المغناطيسي يلتقط الجسيمات من الرياح الشمسية القاسية ثم يقوم بتسريعها – وهي عبارة عن تيار من الجسيمات المشحونة السريعة المنبعثة من الشمس – مما يخلق أحزمة إشعاعية قوية حول كوكب المشتري.

“إنه يقصف كل شيء.”

من المؤكد تقريبًا أن أي مركبة تسافر حول الكوكب ستمر عبر هذه المناطق الخطرة وتعرض الأدوات لجسيمات ضارة يمكن أن تلحق الضرر برقائق الكمبيوتر والإلكترونيات. وقال كيرت نيبور، عالم برنامج يوروبا كليبر، في مؤتمر صحفي سبق إطلاق المهمة: “إنها تقصف كل شيء”. منذ عقود مضت، خلال مهمة فوييجر، كان مهندسو ناسا قلقين بشأن مرور المركبة بالقرب من كوكب المشتري. من المفترض أن يكون الشخص الذي يركب على متن Voyager أثناء مروره بكوكب المشتري قد تعرض لجرعة إشعاعية 1000 مرة المستوى القاتل.

تصوير للمجال المغناطيسي المترامي الأطراف لكوكب المشتري. وأوضحت ناسا أنه إذا كان مرئيا بالعين المجردة، “فسيبدو حجمه ضعفين أو ثلاثة أضعاف حجم الشمس أو القمر للمشاهدين على الأرض”.
مصدر الصورة: مركز غودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا

تشرح وكالة ناسا أن “الكثافة النسبية لنطاقات إشعاع المشتري موضحة في هذا الرسم البياني”، حيث يشير اللون الأحمر الغامق إلى المزيد من الإشعاع. تم توضيح مدارات كل من يوروبا ويوروبا كليبر في الرسم.
الائتمان: ناسا

وبالتالي القبو. وقال فيليبس: “إن القبو يقلل بشكل كبير من الإشعاع الضار الذي تتعرض له هذه الأجهزة الإلكترونية”. (مركبة جونو التابعة لوكالة ناسا، التي تستكشف نظام المشتري الأكبر، تحمل أيضًا قبوًا).

ومع ذلك، هناك إلكترونيات خارج هذا الصندوق المعدني الواقي. وفي مايو/أيار، تلقت ناسا بيانات اختبار تشير إلى أن بعض الترانزستورات – وهي مفاتيح كهربائية تتحكم في كيفية تدفق الكهرباء حول المركبة الفضائية – لا يمكنها تحمل البيئة الإشعاعية العالية حول أوروبا. ولحسن الحظ، أظهرت اختبارات المتابعة المكثفة أن هذه المفاتيح ستعمل حيث تقوم المركبة بحوالي 50 رحلة جوية على مدى ثلاث سنوات ونصف. وقال نيكولا فوكس، الذي يرأس مديرية المهام العلمية في ناسا، بعد قرار محوري اتخذ في سبتمبر/أيلول بإعطاء الضوء الأخضر للمهمة: “لقد مرروا هذه المراجعة بشكل لا لبس فيه اليوم”.

لكن مهندسي المهمة سوف يراقبون هذه الترانزستورات عن كثب. كما نيويورك تايمز ذكرت وكالة ناسا إضافة متأخرة للمركبة، وهي عبارة عن “صندوق كناري” صغير يحتوي على أنواع مختلفة من الترانزستورات. إذا ظهرت أي علامات تلف أو خلل وظيفي أثناء انقضاض يوروبا كليبر عبر أحزمة الإشعاع، فيمكن للمخططين تكييف المهمة.

في هذا الرسم البياني، يُظهر المربع المضاء باللون الأحمر قبو أوروبا كليبر في وسط المركبة الفضائية.
الائتمان: ناسا

تصور فني للمحيطات ومصادر الطاقة الحرارية الأرضية التي يمكن أن توجد تحت القشرة الجليدية السميكة لأوروبا.
الائتمان: ناسا

وبالفعل، فإن الخطة المدارية للمهمة – والتي تتمثل في الابتعاد عن المناطق المتضررة بعد القيام بالتحليق بالقرب من القمر المغطى بالجليد – تقلل من الوقت الذي تتعرض فيه المركبة لمناطق عالية الإشعاع. خلال كل مدار حول كوكب المشتري، ستقضي المركبة أقل من يوم في منطقة مشععة، قبل الانطلاق. لن يعود لمدة تتراوح بين أسبوعين إلى ثلاثة أسابيع.

وقال فيليبس لموقع Mashable: “اخرج من هناك”.

“أخرج من هناك.”

ومع ذلك، فإن تعرض المركبة الفضائية الآلية للإشعاع يأتي مع مكافآت. عندما يقترب المسبار من أوروبا بين عامي 2031 و2034، ستتاح له الفرصة لمشاهدة أوروبا ومسحها والتحقيق فيها بتفاصيل غير مسبوقة. وسينظر رادار مخترق للأرض تحت الجليد، ومن المحتمل أن يرى مناطق من الماء السائل أو حتى حيث يلتقي الجليد بالمحيط الغريب. ستقوم أداة تسمى SUrface Dust Analyzer، أو SUDA، بأخذ عينات من جزيئات أوروبا التي تم قذفها إلى الفضاء بواسطة النيازك الصغيرة. وبطبيعة الحال، سوف يلتقط برنامج Europe Clipper عددًا كبيرًا من الصور.

وقالت لوري ليشين، مديرة مختبر الدفع النفاث التابع لناسا، وهو مركز الوكالة الذي قام ببناء المركبة: “ستكون الصور مذهلة”.

باختصار، باستخدام مختبر الأدوات المداري هذا، ستتمكن وكالة ناسا من تحديد ما إذا كان قمر المحيط يحتوي على المواد المناسبة للحياة – مصادر الطاقة، ومحيط مستقر طويل العمر، ومركبات عضوية (مثل الكربون). إذا كان الأمر كذلك، فإن الوكالة تخطط للعودة إلى أوروبا والهبوط على القشرة الجليدية. هذه المرة، لن يقوموا فقط بالبحث لمعرفة ما إذا كانت صالحة للسكن أم لا. سوف يقومون بالحفر في الجليد لمعرفة ما إذا كان الأمر كذلك مأهولة.

وقال نيبور: “سوف نطرق الباب للقيام بمهمة ثانية”.