تصميم المهمة

قد تكون رحلة جوية مباشرةً بالطائرة هي أسرع طريق عبر البلاد، لكن يتطلّب أسرع مسار إلى بلوتو (Pluto) رحلة تتجاوز المشتري، حيث تستطيع جاذبية هذا الكوكب الضخم حقيقةً أن تقذف (slingshot) مركبة فضائية بعيداً خارج نظامنا الشمسي.

 

يوجد سببان لرغبة الفريق العلمي لنيو هورايزونز (New Horizons) في بلوغ بلوتو وشارون (Charon) في أقرب وقت ممكن. ويتلخص الاهتمام الأوّل في الغلاف الجوي الخاص ببلوتو، فمنذ عام 1989 يتحرك بلوتو بعيداً عن الشمس فاقداً للحرارة كل عام، وبينما تزداد برودة بلوتو يتوقّع العلماء بأن غلافه الجوّي سيتجمّدُ خارجاً عنه، ولذلك يرغب الفريق بالوصول في الوقت الذي لاتزال هناك فرصة لدراسة غلاف جوي أكثر سماكةً.

أمّا السبب الثاني فهو لوضع خريطة لكلٍّ من بلوتو وشارون قَدَرَ الإمكان. في الأرض، يمتلك القطب الشمالي والمناطق الأخرى فوق الدائرة القطبية الشمالية (Arctic Circle) نصف عام من الليل المتواصل ونصف عام من النهار المتواصل، وبنفس الطريقة فإن أجزاء من بلوتو وشارون لم ترَ الشمس لعقود من الزمن، فكلما انتظرنا أكثر كلما ظُلّل بلوتو وشارون في ليلة قطبية شمالية طويلة، معيقةً قدرة المركبة الفضائية على التقاط الصور لكامل السطح العاكس للأشعة الشمسية.

 

• الفرصة الأساسية

خلال الإطلاق في يناير/كانون ثاني لعام 2006، استعانت نيو هورايزونز بجاذبية المشتري، وفي فبراير/شباط 2007 عبرت نيو هورايزون نظامَ المشتري بسرعة تزيد عن 50 ألف ميل بالساعة، لتنتهي بمسار يأخذها إلى بلوتو بحلول 14 يوليو/حزيران لعام 2015.

 

أثناء الرحلة بين المشتري وبلوتو، يراقب فريق المهمة الحالة التقنية للمركبة الفضائية، بينما يخططون ويتدربون على اللقاء مع بلوتو وشارون. وفي نفس الوقت، يستخدم الراصدون التلسكوبات الأرضية لإيجاد ودراسة أجسام حزام كويبر (Kuiper Belt Objects-KBO) التي تستطيع المركبة الفضائية التحليق بجوارها كجزء من مهمة موسّعة ممكنة -تُعدّ أجسام KBO كتلاً جليدية قديمة تدور خلف نبتون.

 

• الاقتراب 
  تكبير الصورة تصور فني لمرور المركبة الفضائية بنظام المشتري. حقوق الصورة: ناسا

ستلتقط الكاميرات الموجودة على نيو هورايزونز البيانات حول بلوتو وأقماره قبل أشهر من وصول المركبة الفضائية، وسيكون الظهور الأول لبلوتو وشارون كنقطتين لامعتين غير مفهومتين، ولكن يبدو الكوكب وأقماره بحجم أكبر كلما اقترب موعد اللقاء.

 

تفصلنا ثلاثة أشهر عن أدنى اقتراب، حين يصبح بلوتو على بُعد 65 مليون ميل (105 مليون كيلومتر)، وعندها تستطيع الكاميرات على المركبة الفضائية صنع أولى الخرائط، وخلال هذه الأشهر الثلاثة سيقوم فريق المهمة بأخذ الصور والقياسات الطيفية.

 

يدور كلٍّ من بلوتو وشارون مرة كل 6.4 يوم أرضي، ومن أجل آخر يومين لبلوتو قبل الاقتراب (أي آخر 11 إلى 12 يوم أرضي قبل الاقتراب) سيجمع الفريق الخرائط والقياسات الطيفية لبلوتو وشارون كل نصف يوم.

 

يمكن للفريق حينها مقارنة هذه الخرائط للتحقق من التغييرات عند قياس يُقدّر بحوالي 30 ميل (48 كيلومتر) على مدار يوم لكوكب بلوتو، حيث يمكن أن تحصل هذه التغييرات بفِعل ثلج جديد أو أيّ طقس آخر.

 

• المواجهة

عند أدنى اقتراب للمركبة الفضائية ستكون على بُعد 7750 ميل (12500 كيلومتر) من بلوتو وعلى بُعد 17900 ميل (28800 كيلومتر) من شارون، وفي طريقها ستبحث المركبة الفضائية عن انبعاثات فوق بنفسجية من الغلاف الجوي لبلوتو لصنع أفضل الخرائط الكاملة عن بلوتو وشارون باللون الأخضر والأزرق والأحمر بالإضافة إلى طول موجي خاص حساس للميتان المجمّد على السطح.

 

ستصنع المركبة الفضائية أيضاً خرائط طيفية بالأشعة تحت الحمراء القريبة لتُطلعَ الفريق العلمي على تراكيب سطح كلٍّ من بلوتو وشارون ومواقع ودرجات حرارة كل من هذه المواد. وخلال نصف الساعة التي تكون فيه المركبة الفضائية أكثر قرباً من بلوتو وأكبر أقماره شارون، فإنها ستلتقط صوراً قريبة بالأطوال الموجية المرئية وتحت الحمراء القريبة، حيث ستقدّم أفضل هذه الصور وصفاً حول مميزات السطح بعرض صغير حوالي 200 قدم (60 متر).

لن ينتهِ عمل المركبة الفضائية حتى بعد تجاوزها لبلوتو وأقماره، حيث يُشكّل النظر إلى الجانب ذو الساعات الليلية الأعتم لبلوتو أو شارون أفضل طريقة للكشف عن الضباب في الغلاف الجوي، وللبحث عن حلقات، وللتحقق من سطحهم فيما هل هو سوي أم متعرّج. ستحلّق أيضاً المركبة الفضائية عبر ظلال كلٍّ من بلوتو وشارون، لتستطيع أخذ نظرة للأرض والشمس، ولتراقب الضوء القادم من الشمس أو الأمواج الراديوية من أجهزة الإرسال على الأرض. ويصادف أفضل توقيت لقياس الغلاف الجوي لحظة مشاهدة الشمس والأرض المتوضّعَين خلف بلوتو وشارون.

 

• ما وراء بلوتو

بعد تجاوز نظام بلوتو، وريثما توافق ناسا على تمديد المهمة، تستطيع المركبة إعادة توجيه نفسها للاقتراب من جسم KBO، ولن يُختار KBO الهدف إلّا في وقتٍ لاحقٍ من هذه المهمة، ولكن بدأ العلماء بدراسة العديد من الأهداف التي من الممكن للمركبة الوصول إليها، ويصل عرض هذه الأهداف من 15 إلى 30 ميل (حوالي 25 إلى 50 كيلومتر). سيكون هذا اللقاء شبيهاً بلقاء بلوتو، حيث ستقوم المركبة الفضائية بوضع خريطة للجسم KBO، وستحصل على تركيبه من مطياف الأشعة تحت الحمراء، وستضع خرائط بأربعة ألوان، وستبحث عن غلاف جوي أو أيّةِ أقمارٍ.

نيو هورايزنز

---

ترجمة: مازن قنجراوي - مراجعة الترجمة: همام بيطار