تقرير | استكشاف الفضاء واستغلال الكويكبات في المستقبل

رئيس مجلس الإدارة:محمود علىرئيس التحرير: شريف سليمان
أكاديمية البحث العلمي: 11 طفل فازوا بمنحة السفر للمعهد المتحد للعلوم النووية بروسيا 7 أطفال يشاركوا بلوحاتهم الفنية في معرض السوسن للفن التشكيلي بدمشق نمو قوي في المبيعات والأرباح في Hensoldt تسليم أول سترايكر من طراز Oshkosh Defense Stryker 30 mm للجيش الأمريكي غانز: ”الدولة ستشن ضربة استباقية كلما لزم الأمر”.. والسيسي: يجب تحسين الوضع الاقتصادي للفلسطينيين القوات المسلحة تنظم زيارة لوفد من جمعية رجال الأعمال المصريين الأفارقة لمركز الطب الطبيعى والتأهيلى وعلاج الروماتيزم بالعجوزة تقرير.. الأسر الإسبانية تخفض هدر الطعام في عام 2021 وزارة الصحة تدعو السكان للتبرع بالدم 168 شركة سياحة إسبانية تطلب مساعدات للتحول الرقمي وزارة السياسة الإقليمية تطلق خطة مفاجئة لتعزيز مكاتب الهجرة بيانات وكالة حماية البيئة: السياحة تساهم بنصف العمالة التي تم إنشاؤها في العام الماضي السكك الحديدية تنشط المرحلة الأولى للحصول على تذاكر موسمية مجانية

تقارير وتحقيقات

تقرير | استكشاف الفضاء واستغلال الكويكبات في المستقبل

صاروخ أطلس V من United Launch Alliance
صاروخ أطلس V من United Launch Alliance

يقول البروفيسور جيانكارلو إليا فالوري , الخبير الاقتصادي إيطالي : كانت اكتشافات الكواكب الخارجية في السنوات الأخيرة غير عادية تمامًا ، ويمكن الوصول إليها قريبًا نسبيًا من خلال تقنيتنا. في كيب كانافيرال بولاية فلوريدا ، في 18 أبريل 2018 في تمام الساعة 6:51 مساءً ، تم إطلاق صاروخ فالكون ناين لإرسال القمر الصناعي لمسح الكواكب الخارجية أو تلسكوب TESS الفضائي إلى المدار. إنه مسبار يمسح السماء بحثًا عن كواكب على بعد حوالي 100 سنة ضوئية تدور حول نجوم تشبه شمسنا.

على مدى العقد المقبل ، يتوقع العلماء أن تفي TESS بمهمتها الأساسية ، وهي اكتشاف الآلاف من الكواكب الخارجية. الكواكب الخارجية هي كواكب تقع خارج النظام الشمسي. هذا عصر ذهبي فيما يتعلق بالاكتشافات. منذ حوالي 20 عامًا فقط لم نكن نعلم بوجود كواكب شبيهة بالأرض في الكون ومن الصعب تصديق عدد الأشياء التي ستظهر بهذه الوتيرة. من الصعب مواكبة اكتشافات اليوم: اعتبارًا من الأول من مايو من هذا العام ، كان هناك 5017 كوكبًا خارج المجموعة الشمسية.

في الآونة الأخيرة فقط ، بفضل تطوير الأقمار الصناعية والتلسكوبات عالية الطاقة وعالية الدقة ، أصبح من الممكن دراسة الكواكب المجاورة بشكل أكثر دقة ، لا سيما تلك القادرة على إيواء الحياة. في الماضي ، لم تكن فكرة وجود كواكب شبيهة بالأرض في المجرة أمرًا لا يمكن تصوره فحسب ، بل اعتُبرت أيضًا كفرًا هرطقة (كان إعدام جيوردانو برونو مثالًا على ذلك).

في أوائل التسعينيات ، كان علماء الفلك ، على الرغم من استخدام التلسكوبات عالية الطاقة ، غير قادرين على اكتشاف الكواكب البعيدة. ليس من السهل رؤية كوكب خارج المجموعة الشمسية: فقط تخيل أنك تنظر إلى يراعة بجوار عاكس. هذه العملية صعبة للغاية لأن النجوم تتألق بضوءها وتعكس الكواكب ضوءها: بشكل عام ، يكون النجم أكثر إشراقًا من الكوكب بحوالي 10 مليارات مرة ، ولكن بفضل التقدم التكنولوجي الملحوظ ، اثنان من علماء الفلك - العالم البولندي ألكسندر وولشزان والعالم الكندي Dale Frail - اكتشف كوكبين - Poltergeist و Phobetor - من خلال تلسكوب أرضي ، بالقرب من النجم النابض B1257 + 12 المكتشف حديثًا.

حالة 51 Pegasi b (Bellerophon-Dimidium) ، التي اكتشفها السويسري ميشيل مايور وديدييه كيلوز في عام 1995 ، مختلفة. يدور حول نجم شبيه بالشمس (51 Pegasi) وبالتالي يعتبر أول كوكب خارج المجموعة الشمسية من جميع النواحي. في 8 أكتوبر 2019 ، حصل العالمان السويسريان على جائزة نوبل في الفيزياء.

كان البحث قد تكثف بالفعل قبل عشر سنوات ، في عام 2009 ، مع إطلاق Kepler ، أول تلسكوب فضائي مصمم لاكتشاف الكواكب الخارجية. في عام 2018 ، تم استبدال Kepler بـ TESS الأكثر قوة المذكورة أعلاه. الجانب الأكثر إثارة للاهتمام في TESS هو أنه مصمم لغرض محدد هو اكتشاف الكواكب الخارجية باستخدام طريقة العبور ، والتي تكتشف انخفاض سطوع ضوء النجم بسبب عبور كوكب. يشير انخفاض السطوع إلى الجسم العابر ويتم تحديد المدار بناءً على التردد. إنها طريقة ممتازة للعثور على كواكب جديدة.

على الرغم من أن البحث عن الكواكب الخارجية كان يهدف في البداية إلى تحديد عدد الكواكب في المجرة التي تدور حول النجوم ، إلا أن النتائج مذهلة: تحتوي مجرتنا على حوالي 400 مليار نجم ، ووفقًا للاكتشافات الحديثة ، يستضيف كل نجم في المتوسط ​​كوكبًا واحدًا على الأقل: هذا يعني أن هناك ما لا يقل عن 400 مليار كوكب في مجرتنا درب التبانة.

يعد اكتشاف مثل هذا العدد الكبير من الكواكب الخارجية تغييرًا جذريًا في معرفتنا بالكون ، ولكن الفكرة القائلة بأن ملايين الكواكب قد لا تكون قادرة على استضافة أشكال حياة أخرى فحسب ، بل أيضًا على توليدها ، هي فكرة أكثر تطرفًا. تحقيقا لهذه الغاية ، يبحث علماء الفلك والفيزياء الفلكية عن الكواكب في منطقة يسمونها المنطقة الصالحة للسكن. المنطقة الصالحة للسكن هي المنطقة المحيطة بالنجم والتي تمكن الكوكب من الحفاظ على الماء في حالة سائلة. يبحث العلماء عن كوكب في موقع مثالي ، ليس قريبًا جدًا أو بعيدًا عن النجم الأم ، يحتوي على ما يكفي من الأكسجين والماء لجعل الغلاف الجوي ، وربما الحياة ، ممكنًا.

اندهش العلماء من كمية الكواكب التي تم اكتشافها في المنطقة الصالحة للسكن والتي يمكن أن تؤوي أشكالًا من الحياة: كما ذكرنا سابقًا ، هناك ما لا يقل عن 400 مليار كوكب في مجرتنا - وبالتالي فإن نسبة واحد في المائة فقط تعادل أربعة مليارات كوكب يمكن أن تكون صالحة للسكن . لقد أدى اكتشاف الكواكب الخارجية إلى تغيير جذري في الطريقة التي نفكر بها في الكون بأكمله: فمن الممكن أن توجد أشكال أخرى من الحياة. على الرغم من العدد الكبير من الكواكب الخارجية الصالحة للحياة ، يجادل العديد من العلماء بأن أشكال الحياة الميكروبية أو البكتيرية فقط هي التي يمكن أن توجد خارج الأرض.

إنهم حذرون مما يسمونه النظريات بعيدة المنال التي تقول إن الكواكب يمكن أن تأوي أشكال حياة ذكية أكثر تطوراً وتطوراً ، وربما تكون مجهزة بتقنيات أكثر تقدماً من تقنياتنا. قال عالم الفيزياء الفلكية الياباني المولد ميتشيو كاكو - خريج بامتياز مع مرتبة الشرف من جامعة هارفارد -: فكر في الأمر. يبلغ عمر الكون حوالي 13.8 مليار سنة ، بينما يبلغ عمر الأرض 4.6 مليار سنة فقط. كم حضارة يمكن أن تكون قد نشأت وسقطت في هذه الفترة الزمنية قبل تكوين الأرض؟ "

أدت النظرية ، إلى جانب الاكتشاف العملي بأن المجرة تعج بالكواكب الشبيهة بالأرض ، إلى ثورة في المجتمع العلمي. يُعتقد أن معظم الكواكب في المنطقة الصالحة للسكن هي موطن لأشكال حياة مشابهة جدًا لنا. في صحراء أتاكاما ، تشيلي ، أعلن علماء الفلك في أغسطس 2016 عن اكتشاف كوكب يدور حول أقرب نجم إلى نظامنا الشمسي ، وهو Proxima Centauri. الكوكب المعني ، Proxima B ، يشبه الأرض وقريب بدرجة كافية من نجمه لإيواء الحياة. يعد Proxima B أحد الكواكب الخارجية الأكثر إثارة للاهتمام والتي تم اكتشافها مؤخرًا: فهو أكبر بحوالي 1.3 مرة من الأرض. يعتقد العلماء أنه صخري وقد يكون مشابهًا لكوكبنا. قد يكون Proxima B صالحًا للسكن ويتم دراسته باستخدام التلسكوبات بمزيد من التفصيل ؛ ستتوفر الصور خلال السنوات العشر القادمة.

على الرغم من المسافة الهائلة ، يجري حاليًا تنفيذ برنامج طموح لدراسته بواسطة المركبات الفضائية. مشروع Breakthrough Starshot هو من بنات أفكار المواطن الإسرائيلي المحسن الروسي جوريج ميلنر وعالم الكونيات الشهير الراحل ستيفن هوكينج (1942-2018). قال ميلنر: "لأول مرة في تاريخ البشرية ، لن نراقب النجوم فحسب ، بل سنكون قادرين أيضًا على الوصول إليها". الهدف من Breakthrough Starshot هو إرسال مجسات صغيرة بحجم بضعة سنتيمترات إلى الكوكب القريب.

سيتم تزويد الرقاقة بنوع من المظلة التي تدفعها أشعة الليزر التي من شأنها أن تضخم الأشرعة وتضع المسبار على أقرب نجم. سوف يتحرك الجهاز بسرعة إبحار ، لكن يمكنه تسريع ما يصل إلى 20٪ من سرعة الضوء بحيث يصل بسهولة إلى أقرب النجوم. على الرغم من السفر بسرعات عالية جدًا ، سيستغرق المسبار عشرين عامًا لإكمال الرحلة.

يسافر الضوء بسرعة محدودة: تستغرق أشعة الشمس حوالي ثماني دقائق للوصول إلى الأرض. العديد من الأجسام تبعد آلاف أو ملايين أو بلايين السنين الضوئية.

في السنوات الأخيرة ، تكهن عدد متزايد من علماء الفيزياء الفلكية بأن البشرية يمكن أن تكشف ألغاز السفر في الفضاء بين النجوم في وقت أقرب بكثير مما كان يُعتقد سابقًا. إنهم يعتقدون أن المفتاح هو استخدام بنية ممكنة نظريًا تُعرف بالثقب الدودي: منحنى الزمكان الذي وضعه ألبرت أينشتاين والذي يمكن أن يجعل أوقات السفر بين النجوم ليست أقصر فحسب ، بل فورية تقريبًا. الثقوب الدودية قادرة على تقويس الفضاء وستلعب دورًا رئيسيًا في السفر إلى الفضاء. تمت دراستها في النظرية الحالية للجاذبية والنسبية العامة.

الثقب الدودي هو نفق يربط طرفين منفصلين مطويتين على أنفسهم: يطلق عليهم عادة بوابات النجوم ، لأنها تتيح السفر عبر مسافات كبيرة في وقت أقل مما قد يستغرقه الضوء ، ولكن دون تجاوز سرعة الضوء. من الناحية النظرية ، يمكن للمركبة الفضائية القادرة على تكوين ثقوب دودية أن تسافر إلى كواكب خارجية بعيدة في غضون ساعات قليلة أو في ثوانٍ ، مع احترام قوانين أينشتاين.

جبل بالومار ، كاليفورنيا ، 6 أكتوبر 2013: نجم أحمر عملاق في كوكبة بيغاسوس. أكبر بعشر مرات من الشمس ، انفجر في مستعر أعظم هائل. لأول مرة ، يمكن للعلماء أن يشهدوا موت نجم عملاق في الوقت الحقيقي ، ولكن نظرًا لأن النجم المحتضر كان على بعد 160 مليون سنة ضوئية من الأرض ، فقد شهد علماء الفلك حدثًا قد حدث قبل 160 مليون سنة.

أحد المفاهيم الأساسية لعلم الفلك هو أن كل ما نراه تقريبًا حدث في الماضي لأن الضوء لا ينتقل على الفور. المستعر الأعظم هو انفجار نجمي يمحو كل الكواكب من حوله ، بما في ذلك أي حضارات أو أشكال حياة ، لكن العملية برمتها حدثت في الماضي البعيد. يقدم الموت العنيف للنجم في كوكبة بيغاسوس تأكيدًا مثيرًا على أن الكون هو وحدة قديمة وديناميكية.

مليارات السنين من الآن ، سيتحول نجمنا ، الشمس ، إلى سوبر نوفا ويقترب اليوم بلا هوادة عندما نهاجر إلى كوكب آخر صالح للسكنى. ليس من المطمئن أن يقع الحدث في المستقبل البعيد جدًا ، لأن التفكير فيه اليوم سينقذنا غدًا.

في مرصد لا سيلا في تشيلي ، أعلن علماء الفلك في أغسطس 2011 عن اكتشاف كوكب كبير يشبه الأرض في كوكبة الجبار: الكوكب موجود في المنطقة الصالحة للسكن والنجم الذي يدور حوله مشابه جدًا لنا ، مما يجعله مناسبًا. لاستضافة الحياة. ومن هنا جاء الهدف "نحن أبناء الأرض يكتشفون نظامًا شمسيًا مستقرًا ، مثل النظام الذي توجد فيه الأرض".

ومع ذلك ، هناك حاجة إلى موارد محددة قبل أن يمكن تطوير الممارسة من الناحية النظرية. في لوس أنجلوس ، في يونيو 2019 ، أعلنت شركة TransAstra Corporation عن شراكة مع وكالة ناسا لإطلاق مشروع جديد في الفضاء ، وهو تعدين الكويكبات. تأسست شركة TransAstra Corporation في عام 2015 ، في الوقت الذي كان فيه رجل الأعمال Elon Musk مع SpaceX ، ومؤسس Amazon Jeff Bezos من Blue Origin ، وآخرون يبتكرون طرقًا رخيصة وفعالة للسفر إلى الفضاء. من خلال امتلاك صواريخ قادرة على الذهاب إلى المدار بتكلفة زهيدة ، يمكن إنشاء شركة في الفضاء مثل تلك الخاصة بتعدين الكويكبات عن معادن ثمينة ذات قيمة كبيرة على الأرض.

يطلق عليهم معادن ثمينة لأنها أصبحت نادرة على الأرض. ومن ثم أين يمكن أن نجد الكويكبات؟

تم استخراج المعادن مثل العناصر الأرضية النادرة والذهب والنحاس والزنك والبلاتين على الأرض منذ آلاف السنين وهي حيوية للحضارة ، لكن إمداداتها محدودة جزئيًا لأنها لا تأتي من كوكبنا. كانت الأرض في الأصل كتلة في حالة منصهرة: تم سحب العديد من المعادن الثمينة إلى الداخل. ونتيجة لهذه العملية ، غرقت العناصر الثقيلة في مركز الأرض ؛ عندما تبرد ، تشكلت قشرة من مواد خفيفة.

من المعروف على نطاق واسع أنه لولا استخدام المعادن لما وجدت التكنولوجيا والحضارة. لحسن الحظ بالنسبة لنا ، تشير التقديرات إلى أنه منذ حوالي 3.8 مليار سنة اصطدمت تريليونات من الكويكبات بالأرض ، لترسب طبقة من المعادن الثقيلة على قشرة الأرض. هذه المواد لم تأت من الأرض: لقد ترسبتها المذنبات والكويكبات على كوكبنا والتي اصطدمت بالأرض منذ زمن بعيد. جميع المعادن الثمينة التي نستخرجها على الأرض تأتي من الأجرام السماوية. أدى قصف الكويكبات إلى ترسيب المعادن التي جعلت من العصر البرونزي والعصر الحديدي والحضارة التكنولوجية الحالية ممكنة ، ولكن العديد من المعادن - بما في ذلك العناصر الأرضية النادرة اللازمة للتكنولوجيا - أصبحت غير متوفرة بشكل متزايد.

هذا هو سبب اعتقاد العديد من العلماء والخبراء أن حزام الكويكبات يمكن أن يكون مفيدًا. يحتوي الكويكب ، حتى وإن كان صغيرًا ، على عناصر أرضية نادرة أكثر مما تم تعدينه على الأرض في تاريخ البشرية: يُقدر أنه إذا تم الاستخراج حتى من عشرة من أكثر من ستة آلاف كويكب - تم تسجيل وجودها في وكالة ناسا قاعدة البيانات - ستنتج موارد تعادل 1.5 تريليون دولار. يمكن أن يلبي حزام الكويكبات احتياجات حضارتنا لآلاف السنين والقرون القادمة.

الخيار الأكثر منطقية هو بناء مركبة فضائية للعثور على الكويكبات واستخراج المواد والاستفادة من جميع المزايا والفوائد.

ماونتن فيو ، كاليفورنيا ، أبريل 2013: اكتشف العلماء في مركز أبحاث أميس التابع لناسا اثنين من الكواكب الخارجية الجديدة التي يحتمل أن تكون صالحة للسكن ، وهما كبلر 62 إي و 62 إف ، وذلك بفضل تلسكوب كيبلر الفضائي. يُطلق على الكواكب 62E و 62F عوالم مائية لأنها مغطاة بمحيط عالمي شامل وهي واعدة لأنها تقع في المنطقة الصالحة للسكن ويغطيها المحيط.

هذا يعني أنه في مرحلة التوسع والهجرة إلى الفضاء ، لا نحتاج فقط إلى المواد الخام ، ولكن أيضًا الماء الذي بمجرد تفتيته وانقسامه إلى هيدروجين وأكسجين ، يمكن استخدامه كوقود مع العمليات التي تكون في المقدمة ، والتي قمت بتحليل في بعض مساهماتي السابقة.

هناك اعتقاد راسخ بأن البحث عن أشكال الحياة سيخضع لثورة في القريب العاجل. في 25 ديسمبر 2021 ، أطلقت ناسا تلسكوب جيمس ويب ، وهو تلسكوب فضائي لعلم الفلك بالأشعة تحت الحمراء ، قادر على إجراء تحليلات كانت مستحيلة حتى سنوات قليلة ماضية ، أي التقاط صور مفصلة كاملة الألوان لكوكب خارج المجموعة الشمسية. يختلف تلسكوب جيمس ويب تمامًا عن تلسكوب الفضاء. إنه يعطي إمكانية مراقبة الضوء المنعكس للكواكب الخارجية والطيف الكهرومغناطيسي من أجل اكتشاف الآثار البيولوجية المحتملة.

المستقبل يكمن في البحث ، والماضي في الحرب. اليقين هو العديد من القبور إذا وقفنا مكتوفي الأيدي.