يطفو المسبار في فراغ جليدي. لقد مرت ثلاث سنوات على إطلاقه في بايكونور ويمتد طريق طويل وراء مليار كيلومتر. لقد تم عبور حزام الكويكبات بأمان ، وقد صمدت الأدوات الهشة في البرد القارس للفضاء العالمي. وماذا بعد؟ عواصف كهرومغناطيسية رهيبة في مدار كوكب المشتري ، وإشعاع قاتل وهبوط صعب على سطح جانيميد - أكبر الأقمار الصناعية للكوكب العملاق.
وفقًا للفرضية الحديثة ، يوجد تحت سطح جانيميد محيط ضخم دافئ ، والذي ربما يسكنه أبسط أشكال الحياة. تقع جانيميد على بعد خمس مرات من الأرض ، وطبقة الجليد التي يبلغ طولها 100 كيلومتر تحمي بشكل موثوق "المهد" من البرد الكوني ، ويهز مجال الجاذبية الوحشي للمشتري باستمرار قلب القمر الصناعي ، مما يخلق مصدرًا حراريًا لا ينضب طاقة.
من المقرر أن يهبط المسبار الروسي برفق في أحد الوديان على السطح الجليدي لغانيميد. في غضون شهر ، سيقوم بحفر الجليد على عمق عدة أمتار وتحليل العينات - يأمل العلماء في تحديد التركيب الكيميائي الدقيق للشوائب الجليدية ، والتي ستعطي فكرة عن الهيكل الداخلي للقمر الصناعي. يعتقد بعض الناس أنه سيكون من الممكن العثور على آثار للحياة خارج كوكب الأرض. رحلة استكشافية مثيرة للاهتمام بين الكواكب - سيصبح جانيميد الجرم السماوي السابع * ، على سطحه ستزوره مسابر الأرض!
"Europe-P" أو الجانب الفني للمشروع
إذا كانت كلمات نائب رئيس الوزراء روجوزين حول "الهبوط على سطح القمر" لمحطة الفضاء الدولية يمكن اعتبارها مزحة ، فإن تصريح رئيس روسكوزموس فلاديمير بوبوفكين العام الماضي بشأن المهمة القادمة إلى كوكب المشتري يبدو قرارًا جادًا. تتطابق كلمات بوبوفكين تمامًا مع رأي الأكاديمي ليف زيليني ، مدير معهد RAS لأبحاث الفضاء ، الذي أعلن في عام 2008 عن نيته في إرسال بعثة علمية إلى أقمار المشتري الجليدية - يوروبا أو جانيميد.
قبل أربع سنوات ، في فبراير 2009 ، تم التوقيع على اتفاقية دولية لبدء برنامج الدراسة الشاملة لمهمة نظام Europa Jupiter ، حيث ستذهب إلى كوكب المشتري. يشار إلى أن روسكوزموس اختارت لنفسها الجزء الأغلى والأكثر تعقيدًا والأكثر أهمية في البرنامج - على عكس المشاركين الآخرين الذين يستعدون فقط لمدارات لدراسة أربعة أقمار صناعية "كبيرة" لكوكب المشتري (يوروبا ، جانيميد ، كاليستو ، آيو) من في الفضاء ، يجب أن تقوم المحطة الروسية بأصعب مناورة وأن "تهبط" برفق على سطح أحد الأقمار الصناعية المختارة.
يتجه رواد الفضاء الروس إلى المناطق الخارجية للنظام الشمسي. من السابق لأوانه وضع علامة تعجب هنا ، لكن المزاج نفسه مشجع. تبدو التقارير الواردة من أعماق الفضاء أكثر إثارة للاهتمام من التقارير الواردة من الريفيرا الفرنسية ، حيث يمرح بعض المسؤولين الروس في إجازة.
كما هو الحال في أي مشروع طموح ، في حالة المسبار الروسي لدراسة جانيميد ، هناك الكثير من الشكوك ، والتي تتراوح درجتها من التحذيرات المختصة والمبررة إلى السخرية الصريحة بأسلوب "تجديد المجموعة المدارية الروسية في قاع المحيط الهادئ ".
السؤال الأول وربما الأبسط: لماذا تحتاج روسيا هذه الحملة الاستكشافية الفائقة؟ الجواب: إذا كانت مثل هذه الأسئلة تهتدي دائمًا ، فإن البشرية لا تزال جالسة في الكهوف.معرفة واستكشاف الكون - ربما يكون هذا هو المعنى الرئيسي لوجودنا.
من السابق لأوانه توقع أي نتائج ملموسة وفوائد عملية من الرحلات الاستكشافية بين الكواكب - تمامًا مثل مطالبة طفل يبلغ من العمر ثلاث سنوات بكسب عيشه بشكل مستقل. ولكن عاجلاً أم آجلاً سيحدث اختراق وستكون المعرفة المتراكمة حول العوالم الكونية البعيدة مفيدة بالتأكيد. ربما يبدأ "اندفاع الذهب" في الفضاء غدًا (مع تعديله لبعض أنواع إيريديوم أو هيليوم -3) وسيكون لدينا حافز قوي لإتقان النظام الشمسي. أو ربما سنبقى على الأرض 10.000 سنة أخرى ، غير قادرين على الدخول إلى الفضاء الخارجي. لا أحد يعرف متى سيحدث هذا. لكن هذا أمر لا مفر منه ، إذا حكمنا من خلال الغضب والطاقة التي لا تقهر التي يغير بها الشخص مناطق جديدة لم تكن مأهولة من قبل على كوكبنا.
السؤال الثاني ، المتعلق بالرحلة إلى جانيميد ، يبدو أكثر قسوة: هل روسكوزموس قادرة على القيام برحلة استكشافية بهذا الحجم؟ بعد كل شيء ، لم تعمل المحطات بين الكواكب الروسية ولا السوفيتية على الإطلاق في المناطق الخارجية للنظام الشمسي. اقتصر رواد الفضاء المحليون على دراسة أقرب الأجرام السماوية. على عكس الأربعة "الكواكب الداخلية" الصغيرة ذات السطح الصلب - عطارد والزهرة والأرض والمريخ ، فإن "الكواكب الخارجية" عبارة عن عمالقة غازية ، ذات أحجام وظروف غير مناسبة تمامًا على أسطحها (وبشكل عام ، هل لديها أي منها بعد ذلك "السطح"؟ وفقًا للمفاهيم الحديثة ، فإن "سطح" Yuriter عبارة عن طبقة وحشية من الهيدروجين السائل في أعماق الكوكب تحت ضغط مئات الآلاف من الأغلفة الجوية للأرض).
لكن البنية الداخلية للعمالقة الغازية تافهة مقارنة بالصعوبات التي تنشأ في التحضير لرحلة إلى "المناطق الخارجية" للنظام الشمسي. ترتبط إحدى المشكلات الرئيسية بالبعد الهائل لهذه المناطق عن الشمس - المصدر الوحيد للطاقة على متن المحطة الكوكبية هو RTG (المولد الكهروحراري بالنظائر المشعة) ، والمزود بعشرات الكيلوجرامات من البلوتونيوم. إذا كانت مثل هذه "اللعبة" موجودة على متن فوبوس-جرانت ، لكانت الملحمة مع سقوط المحطة على الأرض قد تحولت إلى "روليت روسي" عالمي … من كان سيحصل على "الجائزة الرئيسية"؟
ومع ذلك ، على عكس زحل الأبعد ، فإن الإشعاع الشمسي في مدار كوكب المشتري لا يزال حساسًا للغاية - بحلول بداية القرن الحادي والعشرين ، تمكن الأمريكيون من إنشاء بطارية شمسية عالية الكفاءة ، تم تجهيزها بمحطة جونو الجديدة بين الكواكب (التي تم إطلاقها إلى كوكب المشتري في عام 2011). تمكنا من التخلص من RTG الباهظ والخطير ، لكن أبعاد الألواح الشمسية الثلاثة "Juno" هي ببساطة هائلة - طول كل منها 9 أمتار وعرضها 3 أمتار. نظام معقد ومرهق. حتى الآن ، لم تتبع أي تعليقات رسمية القرار الذي ستتخذه روسكوزموس.
المسافة إلى كوكب المشتري أكبر بعشر مرات من المسافة إلى كوكب الزهرة أو المريخ - وبالتالي ، فإن السؤال الذي يطرح نفسه حول مدة الرحلة وضمان موثوقية المعدات لسنوات عديدة من التشغيل في الفضاء المفتوح.
حاليًا ، يتم إجراء بحث في مجال إنشاء محركات أيونية عالية الكفاءة للرحلات الجوية الطويلة بين الكواكب - على الرغم من اسمها الرائع ، إلا أنها أجهزة عادية تمامًا وبسيطة إلى حد ما ، والتي تم استخدامها في أنظمة التحكم في المواقف للأقمار الصناعية السوفيتية في سلسلة النيزك. مبدأ التشغيل - يتدفق تيار من الغاز المتأين من غرفة العمل. قوة دفع "المحرك الخارق" هي أعشار نيوتن … إذا وضعت "المحرك الأيوني" على السيارة الصغيرة "أوكا" ، فإن السيارة "أوكا" ستبقى في مكانها.
السر هو أنه ، على عكس المحركات النفاثة الكيميائية التقليدية ، التي تطور قوى هائلة لفترة قصيرة ، يعمل المحرك الأيوني بهدوء في الفضاء المفتوح طوال الرحلة بأكملها إلى كوكب بعيد. إن خزان الزينون المسال بكتلة 100 كجم يكفي لعشرات السنين من التشغيل.نتيجة لذلك ، بعد بضع سنوات ، يطور الجهاز سرعة ثابتة إلى حد ما ، وبالنظر إلى حقيقة أن سرعة التدفق الخارج لوسط العمل من فوهة "المحرك الأيوني" أعلى بعدة مرات من سرعة التدفق الخارج من وسط العمل من فوهة محرك صاروخي تقليدي يعمل بالوقود السائل ، فإن آفاق تسريع سفن الفضاء تفتح أمام المهندسين بسرعات تصل إلى مئات الكيلومترات في الثانية! السؤال برمته هو وجود مصدر قوي وكبير للطاقة الكهربائية على متن الطائرة لخلق مجال مغناطيسي في حجرة المحرك.
في عام 1998 ، كانت وكالة ناسا تختبر بالفعل نظام الدفع الأيوني على متن Deep Space-1. في عام 2003 ، ذهب المسبار الياباني هايابوسا ، المجهز أيضًا بمحرك أيوني ، إلى كويكب إيتوكاوا. سيحدد الوقت ما إذا كان المسبار الروسي المستقبلي سيتلقى محركًا مشابهًا. من حيث المبدأ ، المسافة إلى المشتري ليست كبيرة مثل ، على سبيل المثال ، إلى بلوتو ، لذلك تكمن المشكلة الرئيسية في ضمان موثوقية معدات المسبار وحمايتها من البرد وتيارات الجسيمات الكونية. دعونا نأمل أن يتعامل العلم الروسي مع هذه المهمة الصعبة.
المشكلة الرئيسية الثالثة في الطريق إلى عوالم بعيدة تبدو قصيرة وموجزة: الاتصال
ضمان اتصال ثابت مع محطة بين الكواكب - هذه المسألة ليست أقل شأنا من تعقيد بناء "برج بابل". على سبيل المثال ، المسبار بين الكواكب فوييجر 2 ، الذي غادر المسبار في أغسطس 2012 النظام الشمسي وهو الآن يطفو في الفضاء بين النجوم ، يتجه نحو سيريوس ، والذي سيصل إليه خلال 296000 سنة أرضية. في الوقت الحالي ، تقع فوييجر 2 على بعد 15 مليار كيلومتر من الأرض ، وقدرة الإرسال للمسبار بين الكواكب هي 23 واط (مثل المصباح الكهربائي في ثلاجتك). سيهز الكثير منكم رأسك في حالة عدم تصديق - لرؤية الضوء الخافت لمصباح كهربائي بقوة 23 واط من مسافة 15 مليار كيلومتر … هذا مستحيل.
ومع ذلك ، يتلقى مهندسو ناسا بانتظام بيانات القياس عن بعد من المسبار بسرعة 160 نقطة في الثانية. بعد تأخير مدته 14 ساعة ، تصل إشارة جهاز الإرسال Voyager 2 إلى الأرض بطاقة 0.3 جزء من تريليون واط! وهذا يكفي تمامًا - فالهوائيات التي يبلغ ارتفاعها 70 مترًا لمراكز الاتصالات الفضائية بعيدة المدى التابعة لناسا في الولايات المتحدة الأمريكية وأستراليا وإسبانيا تستقبل وتفك تشفير إشارات المتجولين في الفضاء بثقة. مقارنة أخرى مخيفة: طاقة الانبعاثات الراديوية من النجوم ، التي تم تبنيها طوال فترة وجود علم الفلك الراديوي في الفضاء ، لا تكفي لتسخين كوب من الماء بما لا يقل عن جزء من المليون من الدرجة! إن حساسية هذه الأجهزة مذهلة بكل بساطة. وإذا اختار المسبار البعيد بين الكواكب التردد الصحيح ووجه هوائيه نحو الأرض ، فسيُسمع بالتأكيد.
لسوء الحظ ، لا توجد بنية تحتية أرضية للاتصالات الفضائية بعيدة المدى في روسيا. مجمع ADU-1000 "بلوتو" (الذي بني في عام 1960 ، إيفباتوريا ، القرم) قادر على توفير اتصال ثابت مع المركبات الفضائية على مسافة لا تزيد عن 300 مليون كيلومتر - وهذا كافٍ للتواصل مع كوكب الزهرة والمريخ ، ولكنه قليل جدًا بالنسبة رحلات إلى "كواكب خارجية".
ومع ذلك ، لا ينبغي أن يصبح الافتقار إلى المعدات الأرضية اللازمة عقبة أمام روسكوزموس - سيتم استخدام هوائيات ناسا القوية للتواصل مع الجهاز في مدار كوكب المشتري. ومع ذلك ، فإن الوضع الدولي للمشروع يلزم …
أخيرًا ، لماذا تم اختيار جانيميد للدراسة ، وليس أوروبا ، واعدة أكثر من حيث البحث عن محيط تحت الجليد؟ علاوة على ذلك ، تم تصنيف المشروع في الأصل باسم "Europe-P". ما الذي جعل العلماء الروس يعيدون النظر في نواياهم؟
الجواب بسيط وغير سار إلى حد ما. في الواقع ، كان من المفترض أصلاً أن تهبط على سطح أوروبا.
في هذه الحالة ، كان أحد الشروط الرئيسية حماية المركبة الفضائية من تأثير الأحزمة الإشعاعية لكوكب المشتري. وهذا ليس تحذيرًا بعيد المنال - فقد تلقت محطة جاليليو بين الكواكب ، التي دخلت مدار كوكب المشتري في عام 1995 ، 25 جرعة قاتلة من الإشعاع في مدارها الأول. تم حفظ المحطة فقط من خلال الحماية الفعالة من الإشعاع.
في الوقت الحالي ، تمتلك وكالة ناسا التقنيات اللازمة للحماية من الإشعاع وحماية معدات المركبات الفضائية ، لكن للأسف ، حظر البنتاغون نقل الأسرار التقنية إلى الجانب الروسي.
كان علينا تغيير المسار بشكل عاجل - بدلاً من أوروبا ، تم اختيار جانيميد ، على بعد مليون كيلومتر من كوكب المشتري. سيكون الاقتراب من الكوكب أمرًا خطيرًا.
