يعمل مسبار أوبرتيونيتي التابع لوكالة الفضاء الأمريكية ناسا على كوكب المريخ منذ الرابع من يناير عام 2004. خُطط أن تدوم رحلة المسبار 90 يومًا، لكن المسبار سار لمسافة أكبر من مسافة سباق الماراثون 42.1 كيلومتر، منذ اليوم الذي هبط فيه وآخر مرة تلقى المركز الأرضي إشارة منه في العاشر من يونيو حزيران عام 2018. منذ ذلك الوقت، سجل عداد المسافات في المركبة مسافة قدرها 45.16 كيلومترًا.
يُعد تأكيد وجود المياه على سطح المريخ منذ مدة طويلة أحد أهم الاكتشافات العلمية للمركبة أوبورتيونيتي. كشفت المركبة عن وجود الجبس، والحجر الحديدي الأحمر، وعدة صخور تعتمد على المياه في تشكلها، ونظام مائي قديم للغاية. أثبت مسبار أوبرتيونيتي إمكانية تشغيل مركبة على كوكب آخر غير كوكب الأرض لعقد من الزمن، والتغلب على المشاكل الهندسية والمشاكل المتعلقة بالقيادة، مع الحفاظ على أداء واجب الكشف العلمي.
لم يرسل المسبار أي إشارة بعد تعرض الكوكب الأحمر لعاصفة غبارية على طول الكوكب في حزيران من العام الماضي. يتطلب تشغيل المركبة ألواحًا شمسيةً، وخلال العواصف الغبارية القوية تتجمع ذرات الغبار في الهواء، ما يعيق وصول ضوء الشمس للألواح الشمسية للمسبار. بدأ مختبر الدفع النفاث التابع لوكالة الفضاء الأمريكية ناسا، في ديسمبر من العام الماضي بعد انجلاء العاصفة الغبارية، بإعادة تشغيل المسبار أوبرتيونيتي عن بعد لكنه لم يتلق أي استجابة منه.
يخطط أن يكمل المسبار مهمته في الأول من أكتوبر عام 2019، إذ يفترض أن تعود المركبة للعمل كما كان مخططًا لها. يُعِد الفريق المسؤول عن المسبار أوبرتيونيتي خطةً لمهمة تدوم ثلاث سنوات وسيقدمها للوكالة لمراجعتها بدقة مع الخطط الأخرى المقدمة. بصرف النظر عن احتمالية عدم استجابة المسبار، فقد أنتج هذا المسبار إرثًا علميًا سيساعد مركبة ناسا الجديدة كيوريستي – النشطة منذ آب 2018- ومركبة ناسا القادمة مارس 2020.
ملخص المهمة وتصميم المسبار:
طُور مسبار أوبرتيونيتي ونسخته الأخرى سبيريت بمثابة جزء من برنامح ناسا لاستكشاف المريخ، أرسلت ناسا عدة مهمات إلى الكوكب الأحمر منذ ستينيات القرن الماضي، أحد أشهر هذه المهمات “مارينر 9″ أول مركبة تدور حول المريخ، و”فايكينغ 1″ و”فايكينغ 2″ أول مركبة تهبط على سطح الكوكب، و”باثفايندر” أول مسبار ترسله ناسا إلى المريخ. ركزت ناسا، في العقدين الأخيرين على إرسال مهمات إلى المريخ كلما سنحت لها الفرصة، أي مهمة كل عامين في الوقت الذي تتقارب فيه مدارات الأرض والمريخ بشكلٍ نسبي مع بعضهما.
إن تحديد قابلية الحياة على سطح الكوكب الأحمر هو الهدف الأساسي من المسبارين أوبرتيونيتي وسبيريت -تحديدًا، البحث عن وجود مياه قديمة- بالإضافة إلى وصف مناخ وجغرافية الكوكب الأحمر. ستُجمَع المعلومات التي رصدها المسباران بالإضافة إلى الملاحظات التي رصدها مسبار ناسا الذي يدور منذ وقت طويل حول الكوكب، وستفيد جميع هذه المعلومات المهمات القادمة المتجهة إلى المريخ.
حصلت مسابير ناسا على أسمائها من طفلة تُدعى صوفي كوليس، إذ فازت هذه الطفلة بالمسابقة التي أعدتها ناسا لاختيار أسماء المسابير المتجهة للمريخ؛ أُعدت المسابقة بمساعدة من جمعية الكواكب ورعاية الشركة المصنعة لألعاب الأطفال ليغو. الطفلة كوليس التي ولدت في سيبيريا تبنتها عائلة من ولاية أريزونا، ثم انتقلت للعيش معهم.
كتبت كوليس في مقالتها بعد فوزها بالجائزة: »كنت أعيش في ملجأ، كنت أعيش في الظلام والبرد والوحدة. اعتدت النظر مساءً إلى السماء المشعة، وأشعر حينها بالتحسن. حلمت أنني أطير نحو هذه السماء. في أمريكا أستطيع أن أجعل كل أحلامي حقيقة. شكرًا لكم لاختيار أسماء سبيريت وأوبرتيونيتي.« أطلقت ناسا المسبارين في عام 2003، أوبرتيونيتي في السابع من يوليو، وسبيريت في العاشر من يونيو؛ على متن صواريخ دلتا 2.
انطلق المسباران في رحلة مسافتها 455.4 مليون كيلومتر للبحث عن المياه على سطح المريخ. تشمل التكلفة التي بلغت 800 مليون دولار للمسبارين مجموعةً من الأدوات العلمية، بما في ذلك الكاميرا البانورامية والمصور المجهري والكاميرات الهندسية وثلاث أدوات لقياس الطيف وأداة كشط الصخور ومجموعة من المغانط. امتلك المسباران أيضًا ذراعًا صغيرةً تمكنهم من الحصول على صور وبيانات عن قرب لأهداف علمية مثيرة للاهتمام.
العمل السابق على كوكب المريخ:
كانت ناسا مفتونةً بطبقة من أكسيد الحديد التي رصدها المساح العالمي لكوكب المريخ، الذي يدور حول الكوكب، ويتموضع هذا المساح فوق ميريديان بلانوم -منطقة تقع على الخط الاستوائي في المريخ- إذ قررت ناسا أن هذا الموقع سيكون مكان هبوط المسبار سبيريت. تملّك الفضول وكالة ناسا، نظرًا لتشكل أكسيد الحديد غالبًا في منطقة تحتوي على ماء، لذا ركزت في طريقة وصول الماء إلى هناك في المقام الأول، والمكان الذي ذهبت إليه هذه المياه.
اقترب المسبار البالغ وزنه 174 كيلوغرامًا من المريخ في الخامس والعشرين من يناير عام 2004. وتوغل في الغلاف الجوي للمريخ، فخرج بالمظلة ثم قفز إلى السطح في شرنقة من الأكياس الهوائية. دخل المسبار أوبرتيونيتي في حفرة ضحلة على بعد 20 مترًا تقريبًا من موقع هبوطه، ما أسعد العلماء، إذ أرسل الصور الأولى من الكوكب الأحمر.
وقال ستيف سكويريس، عالم الكواكب بجامعة كورنيل والمسؤول الرئيسي عن الأدوات العلمية للمسبار، في بيان صحفي: »حصلنا على حفرة في كوكب يبعد عنا 482 مليون كيلومتر«.
حدد أوبرتيونيتي في أوائل شهر مارس، أي بعد ستة أسابيع فقط من الهبوط، عينةً صخرية تظهر دليلًا على وجود الماء منذ زمن قديم. كانت الصخور في غوادالوبي (منطقة على سطح المريخ) تحتوي على كبريتات بالإضافة إلى بلورات نمت داخل الأقنية، وفقًا لوكالة ناسا، وكلاهما دليل على وجود الماء.
وجد سبيريت الكربونات والهيماتيت، الدليل الأقوى على وجود الماء، في نفس الأسبوع. وأكد أوبرتيونيتي أيضًا وجود الهيماتيت داخل كرات صغيرة وصفتها ناسا بالعنب البري بسبب حجمها وشكلها. عثر أوبرتيونيتي باستخدام أحد مقاييس الطيف الترددي الخاص به، على أدلة تشير إلى وجود الحديد داخل مجموعة من صخور الرمل الصغيرة عند مقارنتها بالصخور الكبيرة.
اكتشف أوبرتيونيتي قبل انقضاء شهر مارس أدلةً أكثر على وجود المياه، وهذه المرة بواسطة صور نتوء صخري ربما تشكل من رواسب المياه المالحة في الماضي البعيد. ساعد الكلور والبروم الموجود في الصخور على تأكيد النظرية.
كانت بدايةً إيجابيةً لمهمة أوبرتيونيتي، إذ لم يترك المسبار الحفرة التي هبط فيها. خرج المسبار الذي يماثل حجم سيارة جولف قبل انتهاء المهمة الأساسية التي استغرقت 90 يومًا، من حفرة إيجل وتوغلت نحو هدفها العلمي التالي على بعد حوالي نصف ميل؛ حفرة إندورنس. رصد المسبار المزيد من الأدلة على وجود المياه في هذه الحفرة في أكتوبر 2004.
عالق في الرمال:
جاءت واحدة من أخطر اللحظات على المسبار أوبرتيونيتي في عام 2005، حين غرق في الرمال لمدة خمسة أسابيع. شغلت ناسا المسبار على نظام القيادة العمياء في السادس والعشرين من أبريل 2005، أي أن المسبار لم يكن يبحث عن العقبات عند ذهابه. توغل أوبرتيونيتي في الكثبان الرملية التي يبلغ ارتفاعها 12 بوصةً (30 سنتيمترًا)، إذ واجهت المركبة ذات الست عجلات في البداية مشكلةً في الخروج.
أجرت ناسا اختبارًا، لإنقاذ المسبار الذي تقطعت به السبل، إذ أجرت محاكاةً لسير المسبار على رمل المريخ في مختبر الدفع النفاث. أرسل المهندسون سلسلةً من الأوامر إلى المسبار بناءً على ما تعلموه في التجربة. وقالت ناسا إن الأمر أخذ نحو 192 مترًا من دوران العجلات قبل أن يتمكن المسبار من التحرك للأمام بمقدار متر واحد، لكنها في النهاية حررت المسبار نفسه في بداية يونيو 2005.
اختارت ناسا تحريك المسبار إلى الأمام بطريقة أكثر حذرًا، الأمر المهم بشكل خاص لأن أوبرتيونيتي فقد الاستخدام الكامل لعجلة القيادة الأمامية اليمنى -بسبب محرك التوجيه المعطل- قبل أيام من الوقوع في الرمال. وقالت ناسا إن المسبار لا زال يتحرك بشكل جيد مع عجلاته الثلاث القابلة للتوجيه.
أصبحت تجربة أوبرتيونيتي في الرمال في متناول اليد في أكتوبر 2005، حين اكتشفت ناسا مشاكل جاذبية غير عادية في يوم مريخي شمسي، أو ما يطلق عليه سول 603. على بعد 16 قدمًا فقط من خطة سير تبلغ مسافتها 45 مترًا، أوقف نظام فحص الانزلاق المسبار تلقائيًا عندما فقد المسبار مسار المشي، وتجاوز الحد المبرمج لخطة السير، وفقًا لناسا، في وقت لاحق، تمكن أوبرتيونيتي من التراجع تلقائيًا والمضي قدمًا.
حفرة فيكتوريا:
انتقل أوبرتيونيتي في أواخر أيلول 2006، بعد 21 شهرًا على سطح المريخ، إلى حفرة فيكتوريا. دار المسبار حول حافة الحفرة لعدة أشهر، التقط الصور وألقى نظرة فاحصة على الطبقات الصخرية المحيطة بفوهة الحفرة. اتخذت ناسا بعد ذلك، قرارًا شجاعًا في يونيو 2007 بوضع أوبرتيونيتي داخل الحفرة. كانت تلك مخاطرةً، إذ لم يكن واضحًا ما إذا كان بإمكان المسبار الصعود مرةً أخرى من الحفرة، لكن ناسا قالت إن العلم يستحق كل هذا العناء.
وقالت ناسا في بيان صحفي: »إن الجاذبية العلمية هي فرصة لدراسة والتحقق من التركيبات ومكونات المواد المكتشفة في أعماق الحفرة بحثًا عن أدلة حول البيئات الرطبة القديمة الموجودة فيها. سيستطيع المسبار عند انتقاله إلى أسفل المنحدر، فحص الصخور القديمة بشكل متزايد في جدران الحفرة المكتشفة.«
انقطعت الرحلة نتيجةً للعاصفة الترابية الشديدة في يوليو 2007. وانخفضت الطاقة المختزنة في المسبار بنسبة 80% في أسبوع واحد فقط، إذ تغطت ألواحه الشمسية بالغبار. في أواخر الشهر، انخفضت طاقة أوبرتيونيتي إلى مستويات حرجة. أعربت ناسا عن قلقها حول إمكانية توقف المسبار عن العمل، لكن أوبرتيونيتي تجاوز المرحلة الخطرة.
لم تنقشع العاصفة وتصفى الأجواء حتى أواخر أغسطس، ما يكفي أوبرتيونيتي لاستئناف العمل والتوجه إلى الحفرة. أمضى أوبرتيونيتي قرابة عام في التجول في حفرة فيكتوريا، ليلقي نظرةً عن كثب على الطبقات الموجودة في قاع الحفرة، والتي اعتقد العلماء أنها ربما تشكلت بواسطة الماء.
خرج أوبرتيونيتي بنجاح في أغسطس 2008 وبدأ رحلةً تدريجية إلى حفرة إنديفور، الواقعة على بعد 21 كيلومترًا. لعل هذه المسافة لا تبدو بعيدةً، لكن الوصول إلى هناك استغرق نحو ثلاث سنوات، إذ توقف المسبار عدة مرات للتركيز في الأهداف العلمية المثيرة للاهتمام في الطريق.
وصل أوبرتيونيتي إلى الحفرة في أغسطس 2011. وبحلول ذلك الوقت توقف المسبار التوأم، سبيريت، عن العمل تمامًا إذ غرق في الرمال. توقف سبيريت عن العمل في مارس 2010، وأعلنت ناسا عن توقف المسبار في 2011 بعد مرور شتاء المريخ، ولم تسمع الوكالة شيئًا عن المسبار الذي تقطعت به السبل.
استكشاف حفرة إنديفور وإعادة التشغيل:
استمرت الفحوصات التاريخية للبحث عن المياه في حفرة إنديفور، وتُعتبَر الرحلة عام 2013 نحو صخرة تدعى إيسبريانس مثالًا على ذلك. وقال سكوت ماكلينان، الأستاذ في جامعة ولاية نيويورك والمخطط منذ فترة طويلة للفريق العلمي للمسبار أوبرتيونيتي: »لا تمتلك هذه الصخرة معادن طينية تنتجها المياه فحسب، بل يوجد عليها سائل يكفي لتطهير الأيونات المنبعثة من تلك المعادن«.
قامت ناسا، في عام 2014 وأوائل 2015، بالعديد من المحاولات لاستعادة قدرات الذاكرة التخزينية الخاصة بأوبرتيونيتي بعد أن واجه المسبار مشاكل عدة. تسمح الذاكرة التخزينية للجهاز المحمول بتخزين المعلومات حتى عند إيقاف تشغيله، كما في حالة العاصفة الغبارية.
قررت ناسا، في عام 2015، بدلًا من ذلك مواصلة معظم العمليات مع ذاكرة الوصول العشوائي، والتي تحتفظ بالبيانات فقط عندما يكون المسبار قيد التشغيل. قالت ناسا، في ذلك الوقت، إن التغيير الوحيد في العمليات سيتطلب إرسال البيانات المهمة على الفور بدلًا من تخزينها للتسليم لاحقًا.
سجل أوبرتيونيتي، رغم الانتكاسات العرضية، رقمًا قياسيًا في السير خارج كوكب الأرض في يوليو 2014 حين نجح في اجتياز 40.2 كيلومترًا، متجاوزًا مسافة مركبة “لوكهود 2” التابعة للاتحاد السوفيتي عام 1973. حقق أوبرتيونيتي في مارس 2015 إنجازًا ضخمًا؛ السير مسافة 42.2 كيلومترًا على سطح المريخ.
سجل أوبرتيونيتي من داخل حفرة إنديفور، صورًا للمذنب سايدينغ سبرينغ عند مروره بجانب المريخ على مسافة 139,500 كيلومترًا في أكتوبر 2014. التقط أوبرتيونيتي في يناير 2015، صورًا من نقطة مرتفعة على حافة إندوفر، حوالي 134 مترًا فوق السهل المحيط بالفوهة.
أعلنت ناسا بعد ذلك، في مارس 2015، أن المسبار لاحظ-بينما كان يطل على منطقة يطلق عليها وادي ماراثون- صخورًا بتركيبة تختلف عن تلك التي درسها سبيريت أو أوبرتيونيتي. تميزت إحدى هذه الصخور باحتوائها على تركيز عالي من الألمنيوم والسيليكون. وكانت هذه هي المرة الأولى التي تُكتشف فيها هذه الصخور على سطح المريخ.
عالج أوبرتيونيتي، بعد العمل خلال الشتاء المريخي، في مارس 2016، أعلى مَيَلان خضع له على الإطلاق -الميل بزاوية 32 درجة- أثناء محاولته الوصول إلى هدف في كنودسون ريدج، داخل منطقة وادي ماراثون. حين شاهد المهندسون عجلات المسبار تنزلق على الرمال، قرروا التخلي عن الهدف والمضي قدمًا.
أعلنت ناسا أنها ستختتم عملياتها في وادي ماراثون في يونيو 2016، وأضافت أن أوبرتيونيتي حصل في الآونة الأخيرة على نظرة عن قرب على المواد ذوات اللون الأحمر المتفتت على المنحدر الجنوبي للوادي. فحص المسبار بعض هذه المواد بواسطة عجلاته، ليكشف عن أعلى نسبة من الكبريت على المريخ. وقالت ناسا إن العجلة المستخدمة في الاختبار يوجد بها دليل على سلفات المغنيزيوم، وهي مادة يمكن أن تترسب من الماء.
العاصفة الغبارية:
توسعت العاصفة الترابية الإقليمية، في أواخر مايو 2018، على سطح المريخ بسرعة. أظلمت السماء فوق المسبار، ووصلت العاصفة إلى أبعاد كوكبية في 20 يونيو. أوبرتيونيتي، الذي كان في صحة جيدة في ذلك الوقت وما زال يعمل في إنديفور، تواصل آخر مرة مع الأرض في العاشر من يونيو، إذ لم تتمكن ألواحه الشمسية من الحصول على طاقة كافية للاتصالات. كان من المتوقع أن يظل المسبار دافئًا بدرجة كافية خلال العاصفة للنجاة، لكن العلماء والمهندسين تساءلوا عن مدى السرعة التي يمكن بها استعادة المسبار، إن أمكن. اعتبارًا من منتصف أغسطس 2018، لم تصل أي إشارات من أوبرتيونيتي.
تمنع غيوم هائلة من الغبار أشعة الشمس من الوصول إلى السطح أثناء حدوث العواصف على المريخ. تشير المستويات الأعلى من (التاو – Tau)، وهو مصطلح يشير إلى انخفاض مستويات الوضوح للغلاف الجوي، إلى وجود القليل من ضوء الشمس المتاح لأوبرتيونيتي. يتطلب المسبار مستوى أقل من 2 تاو لإعادة شحن البطاريات. وقالت ناسا إن مستوى التاو في موقع أوبرتيونيتي حوالي 0.5. قاس أوبرتيونيتي التاو بمستوى 10.8 في العاشر من يونيو 2018، وهو اليوم الذي توقف المسبار فيه عن الإرسال مرة أخرى إلى الأرض.
قالت ناسا إنها ستواصل الاستماع لإشارات من أوبرتيونيتي من خلال شبكة الفضاء العميق؛ وهي شبكة من الهوائيات التي تتواصل مع المركبات الفضائية في جميع أنحاء النظام الشمسي، حتى لو تلقت ناسا إشارات من أوبرتيونيتي في النهاية، فقد حذرت الوكالة من أن الأمر قد يستغرق أسابيع قبل سماع إشارات إضافية. وصرحت ناسا في بيان: »يبدو الأمر وكأنه مريض يخرج من غيبوبة، يستغرق الأمر بعض الوقت للتعافي الكامل. قد يستغرق الأمر عدة جلسات اتصال قبل أن يتوفر لدى المهندسين معلوماتٍ كافيةً لاتخاذ أي إجراء«.
لم تتلق الوكالة أي إشارة من المسبار منذ شباط 2019.
إذا أُعيد تأسيس الاتصالات، ستكون الخطوة التالية هي معرفة ما إذا كان المسبار يتمتع بصحة جيدة بما يكفي لمواصلة العمل. سيحتاج المهندسون، على مدار عدة أسابيع، إلى تقييم حالة الخلايا الشمسية في المسبار، والبطارية، ودرجة الحرارة الداخلية. ستُجمَع الصور لمعرفة مقدار الغبار المتكدس على المحرك وداخل مفاصله. وأضافت ناسا: «حتى لو تلقى المهندسون إشارةً من المسبار، هناك احتمال حقيقي لأن لا يكون على ما يرام لمواصلة العمل«.
اقرأ أيضًا:
- اكتشاف السبب الغامض وراء غبار المريخ
- مافين – بعثة مدارية إلى المريخ وهذه تفاصيل مهمة عنها
- مياه صالحة للشرب على سطح المريخ
- مسبار كيوريوسيتي يؤكد: 2% من تربة المريخ تتكون من مياه
ترجمة: مازن سفّان
تدقيق: محمد سعد السيد
