بحجم طائر العقاب.. ناسا تصنع طائرة شراعية للتحليق في سماء المريخ

تمكن فريق بحثي مشترك بين جامعة أريزونا الأميركية ووكالة الفضاء والطيران (ناسا) من ابتكار طائرة شراعية بدون محركات يعتقد أنها ستكون أداة بحث أساسية على المريخ خلال الأعوام القادمة، ما يفتح الباب لدراسة مستفيضة لطقس الكوكب الأحمر.

طائر القطرس المريخي

ووفق الدراسة التي نشرها الفريق في دورية “إيروسبيس” (Aerospace)، فإن الطائرة الجديدة تزن 5 كيلوغرامات فقط، وستتمكن من السفر في الغلاف الجوي للمريخ لعدة أيام في كل مرة، وستكون مدعمة بأجهزة استشعار للطيران ودرجة الحرارة والغاز بالإضافة إلى الكاميرات.

والتقنية التي تعتمد عليها الطائرة تشبه نمط طيران طائر القطرس، وهو صاحب أطول جناحين في عالم الطيور بعرض حوالي 3 أمتار ونصف، ويمكن له أن يحلق في السماء لعام كامل من دون أن يهبط إلى الأرض، أما بالنسبة للطائرة الجديدة فعرض جناحيها معا حوالي 5 أمتار.

ومثل طائر القطرس، ستستخدم الطائرة الجديدة تقنية تسمى “التحليق الديناميكي” (dynamic soaring)، والتي تستفيد من زيادة سرعة الرياح الأفقية مع الارتفاع، وهي ظاهرة شائعة بشكل خاص على المريخ، للسفر بسرعة ومن دون الحاجة لمصدر طاقة سوى الرياح نفسها.

ستحتوي الطائرات الشراعية في المريخ على كاميرا وأجهزة استشعار لدرجة الحرارة والغازات (جامعة أريزونا)

تحديات بحثية

ويمثل الغلاف الجوي للمريخ تحديا كبيرا للطائرات بشكل عام، فهو أرق بفارق كبير من الغلاف الجوي لكوكب الأرض، وبالتالي فإن قدرة الهواء على حمل الطائرات ستكون ضعيفة.

ولهذا السبب، تأخرت ناسا في إرسال أول مروحية لسطح المريخ وهي “إنجينويتي” (Ingenuity)، والتي تزن فقط كيلوغرامين ونصف، وبعرض نظام مراوح يساوي حوالي متر وربع، وهي أول جهاز يختبر الطيران المتزن على كوكب آخر.

لكن تظل مشكلة إنجينويتي -التي تعمل بالطاقة الشمسية- أنها تتمكن من الطيران لمدة 3 دقائق فقط في المرة الواحدة، ويصل ارتفاعها في أقصاه إلى 12 مترا فقط، ما يعني أنها لا تدرس الغلاف الجوي بشكل دقيق.

ووفق الدراسة الجديدة، فإن الطائرات الشراعية الجديدة تتخطى أزمة الطاقة، ولذلك يمكن لها التحليق على ارتفاعات عالية (كيلومترات) ودراسة الغلاف الجوي للمريخ بشكل أفضل ولمدة طويلة.

وستتمكن من سد فجوة بحثية في منطقة وسطى بين المركبات الجوالة التي تدرس أرض المريخ والأقمار الصناعية التي تدرسه من الخارج.

وجاء في بيان صحفي رسمي أصدرته جامعة أريزونا، أن الكيلومترات القليلة الأولى فوق سطح المريخ التي ستقوم هذه الطائرات بدراستها هي المكان الذي تحدث فيه جميع التبادلات بين السطح والغلاف الجوي، ويتم تعديل الرياح على نطاق واسع، ولا توجد الكثير من البيانات حول هذا الموضوع.

أجرى الفريق إطلاقا لنسخة مبكرة من الطائرة الشراعية الجديدة (جامعة أريزونا)

الاختبارات الأرضية

يقترح الفريق البحثي أن تسافر تلك الطائرات الشراعية إلى المريخ كحمولة ثانوية ضمن مهمة أكبر، ثم ترتفع إلى طبقات الغلاف الجوي العليا في المريخ عن طريق القذف أو عبر المنطاد الذي يستخدم في تجارب الطقس والمناخ على الأرض، ثم تترك لتفتح ذراعيها وتنطلق.

وقد أجرى الفريق بالفعل أكثر من نمذجة رياضية وحاسوبية لهيكلة هذه المركبات وأنماط طيرانها الشراعي، بناء على المعلومات المتاحة عن مناخ كوكب المريخ.

إلى جانب ذلك، بدأ الباحثون بالفعل في اختبار طائرات من هذا النوع على ارتفاع 5 آلاف متر تقريبا فوق مستوى سطح البحر، حيث يكون الغلاف الجوي للأرض أرق وفي ظروف طيران قريبة من تلك الموجودة على المريخ.

اقرأ أيضاً: “حبة رمل من الكون الشاسع”.. ناسا توضح أهمية الصورة غير المسبوقة

كشفت وكالة الفضاء الأميركية “ناسا” أخيرا، الإثنين، الغطاء عن الصورة المرتقبة لأكبر تلسكوب صنعه الإنسان، بحضور الرئيس الأميركي، جو بايدن، ونائبته، كامالا هاريس.

وذكرت الوكالة في بيان أن تلسكوب جيمس ويب الفضائي “أنتج أعمق وأدق صورة بالأشعة تحت الحمراء للكون البعيد حتى الآن“.

وذكرت أن الصورة تظهر مجموعة المجرات “SMACS 0723 “، والتي حددها العلماء بوصف “الحقل العميق الأول لويب“.

ووصل تلسكوب جيمس ويب JWST إلى مداره النهائي حول الشمس على بعد حوالي 930.000 ميل من مدار الأرض في يناير 2022.

وتسمح التحسينات التكنولوجية للمركبة الأرضية للتلسكوب والمسافة مع الشمس للعلماء برؤية أعمق بكثير في كوننا وبتفاصيل أكبر.

وتظهر أول صورة لتلسكوب ويب آلاف المجرات، بما في ذلك الأجسام الخافتة التي التقطتها الأشعة تحت الحمراء، في عرض ويب لأول مرة.

وذكرت الوكالة أن المنطقة التي تغطيها الصورة تشمل جزءا ضئيلا من الكون، وقالت إن هذا الجزء يشمل “رقعة من السماء بحجم حبة الرمل التي يحملها شخص ما على الأرض وينظر إليها بطول ذراعه“.

وقال مدير وكالة الفضاء الأميركية “ناسا“، بيل نيلسون، ردا على طلب الرئيس الأميركي توضيح الصورة: “ننظر هنا إلى ما قبل 13 مليار سنة ضوئية، الضوء يسافر بسرعة 168 ألف ميل في الثانية (270 ألف كلم في الثانية)، وهذا الضوء الذي تراه في إحدى هذه المجرات، يعود لما قبل 13 مليار سنة ضوئية، وفي المناسبة بعضها يعود إلى حوالي 13 ونصف مليار سنة ضوئية، ولأننا نعلم أن الكون عمره 13.8 مليار عام، نحن نعود إلى قرابة البداية“.

وأضاف “سيكون هذا التلسكوب دقيقا إلى درجة نعرف بها إذا كان الكوكب الذي ننظر إليه قابلا للحياة أم لا“، مؤكدا “سنكون قادرين على إجابة أسئلة لم نكن نعرف أنها موجودة أصلا من قبل“.

وقالت “ناسا” إن الصورة التي التقطتها كاميرا ويب للأشعة تحت الحمراء القريبة (NIRCam) ، تظهر مجموعة مركبة من الصور الملتقطة بأطوال موجية متعددة للضوء على مدار 12 ساعة ونصف، “ليتعدى بموجات الأشعة تحت الحمراء قدرات تلسكوب هابل الفضائي للحقول (الكونية) العميقة، والذي تتطلب الحصول على صوره أسابيع“.

وأشارت الوكالة إلى أن الصورة تظهر العنقود المجري “SMACS 0723” كما كان قبل 4.6 مليار سنة.

وأضافت “تعمل الكتلة المجمعة لعنقود المجرات هذا كعدسة تقريبية، حيث تقوم بتكبير المجرات البعيدة خلفها“.

وأكدت “ناسا” أن كاميرا ويب “NIRCam” ركزت على تلك المجرات بشكل غير مسبوق، وأظهرت أن “لديها هياكل صغيرة وخافتة لم يسبق رؤيتها من قبل، بما في ذلك عناقيد النجوم وميزات باندثار بعضها“.

وأكدت أن الباحثين “سيبدؤون قريبا في معرفة المزيد عن كتل المجرات وأعمارها وتاريخها وتركيباتها، حيث يبحث ويب عن أقدم المجرات في الكون“.

وأشارت “ناسا” إلى أن هذه الصورة هي من بين أول الصور الملونة الكاملة للتلسكوب، مشيرة إلى أنها ستصدر المجموعة الكاملة، يوم الثلاثاء، بدءا من الساعة 10:30 صباحا بتوقيت الساحل الشرقي للولايات المتحدة، خلال بث تلفزيوني مباشر لناسا.

وقالت ناسا إن تلسكوب جيمس ويب، هو أقوى مرصد تم وضعه في المدار، ويكشف عن “أعمق وأدق صورة بالأشعة تحت الحمراء لنشأة الكون” على الإطلاق ، بالنظر إلى ما يزيد عن 13 مليار سنة.

ما الذي يميز تلسكوب جيمس ويب؟

“جيمس ويب” مشروع تبلغ قيمته 10 مليارات دولار، وأُطلق بنجاح في ديسمبر/ كانون الأول، وهو حالياً على بعد مليون ونصف مليون كيلومتر من الأرض. يتمتّع التلسكوب بقدرة رصد ظواهر فضائية أقدم من تلك التي استطاعت التلسكوبات رصدها بفضل مرآته الرئيسية الضخمة وأدواته التي تلتقط الإشارات تحت الحمراء، ما يتيح له الرصد عبر سحب الغبار.

ويُتوقع تحديداً أن يجعل التلسكوب ممكناً مراقبة المجرات الأولى التي تشكّلت بعد بضع مئات ملايين السنين فقط بعد الانفجار العظيم، بالإضافة إلى الكواكب الموجودة خارج المنظومة الشمسية.

وبفضل عملية إطلاق ناجحة تولتها شركة أريان سبيس، وهي شريكة “ناسا” في مشروع التلسكوب، سيتمكن “جيمس ويب” من العمل لعشرين سنة، وهو ضعف ما كان متوقّعاً له.

المصدر: مواقع إلكترونية