مشروع فينكس Phoenix يندرج ضمن استراتيجية جديدة لوكالة الفضاء الأمريكية ناسا لجعل الكشف عن الماء العنصر الأساسي للمهمات الالية القادمة على سطح كوكب المريخ (following water). و خلافا لمهمات العربات الالية لمشروع Mars Exploration Rover المتمثلة في مسباري سبيريت Spirit و ابرتيونتي Opportunity، فان مسبار فينكس سيقوم بتحليل الضروف البيئية المناسبة لحياة المجهرية محتملة في منطقة سهول جليدية مسماة Vastitas Borealis وهي قريبة من القطب الشمالي للكوكب الأحمر. وقع اطلاق الحامل الصاروخي لمسبار فينكس بنجاح يوم 4 أغسطس 2007 من قاعدة كاب كنافرل الجوية Cape Canaveral Air Force Station في فلوريدا، هبط المسبار فوق سطح المريخ يوم 25 مايو 2008 [1]. يقوم بالاشراف على المهمة الدولية مختبر الأقمار و الكوكب Lunar and Planetary Laboratory التابع لجامعة أريزونا بتوجيه من ناسا و بمساهمة مجموعة من المختبرات الجامعية في كندا (وكالة الفضاء الكندية) و ألمانيا و سويسرا و فنلندا و كذلك مجموعة مراكز وأبحاث صناعات الفضاء [2].
فهرس |
المشروع و طبيعة المهمة
في أغسطس 2003، وقع اختيار مشروع "فينكس" لجامعة أريزونا من قبل لجنة مشكلة لناسا على أن يبدأ تطبيقه الفعلي في 2007 و ذلك لانشاء مهمات فضائية متكاملة و قليلة التكلفة ضمن برنامج اكتشاف كوكب المريخ. و كان المشروع المنتقى نتاج عمل دؤوب دام سنتين في جو من المنافسة شديدة مع عدة مؤسسات بحثية أخرى. وقد قامت ناسا بتخصيص ميزانية 325 مليون دولار أمريكي للمشروع أي ما يعادل ستة مرات ما أنفق في أي مشروع بحث في هذه الجامعة [3]. كلفت اللجنة "بيتر سميث" Peter H. Smith من مختبر الأقمار و الكواكب بادارة المهمة و من ثم التحقت لتطوير المشروع عدة مختبرات جامعية و مراكز بحثية و صناعية داخل الولايات المتحدة الأمريكية و خارجها، ووزعت مهامها كالآتي :
- مختبر الدفع النفاث Jet Propulsion Laboratory (بسادينا، كاليفورنيا) يقوم بالتخطيط لمسار الرحلة و التحكم بها.
- شركة لوكهيد-مارتن Lockheed Martin Space Systems (دنفر، كولورادو) أوكلت بتصنيع المسبار الفضائي و تجربته.
- وكالة الفضاء الكندية وفرت محطة أرصاد جوية مصغرة تحتوي على مجس متطور يعمل بأشعة الليزر.
- بقية المكونات وجزء من الاختبرات قامت بها مؤسسات أخرى منها، على سبيل الذكر، معهد ماكس بلانك لأبحاث النظام الشمسي Max Planck Institute for Solar System Research(ألمانيا) و مركزي البحث "أمس"(كاليفورنيا)Ames Research Center و "جنسن" Johnson Space Center(تكساس) التابعين لناسا و شركةOptech Incorporated الكندية بالاضافة إلى العديد من مراكز البحث الجامعية في الولايات المتحدة و كندا و سويسرا.
وفي 2 يوليو 2005، وقعت المراجعة النهائية للمشروع من حيث الاستعداد و التصاميم المبدئية ووافقت عليه ناسا ليبدأ العمل به حسب المخطط [4]. و قد سمي المشروع ب"فينكس" Phoenix نسبة لطائر العنقاء الخرافي، و هو كما تقول الأسطورة، يحترق و يولد من جديد من رماده.
الاطلاق و عملية الهبوط
حدد الاطلاق مبدئيا في مدة زمنية (نافذة الاطلاق) تمتد من 3 إلى 24 أغسطس من مركب الاطلاق Pad 17-A بقاعدة كاب كنافرل للقوات الجوية، وكان متوقعا أن يكون ذلك قبل يوم الثلاثاء 7 أغسطس لأن نافذة اطلاق مسبار فضائي آخر (مهمة "دوون" Dawn mission) من نفس الموقع كانت تهدد بتأجيل لشهر سبتمبر 2007.و قعت عملية اطلاق المسبار "فينكس" فعليا يوم السبت 4 أغسطس 2007، على الساعة 5:26:34 صباحا (بالتوقيت المحلي)، بواسطة الحامل الصاروخي دلتا من الجيل الثاني 7925 Delta. وقد تمت العملية بنجاح و من دون مشاكل تذكر. ووضع المسبار فينكس في المسار المحدد بدقة. و من الملاحظ أن الحامل الصاروخي دلتا-2 صار يعتمد عليه بكثرة في هذه المهام خاصة بعد اطلاقه الناجح لمسباري "سبريت" و "اوبرتيونتي" Mars Exploration Rovers سنة 2003 و لمسبار مشروع "مارس باث فايندر" Mars Pathfinder الشهير سنة 1996 [5]. وحالما تبلغ المركبة المريخ في العام 2008، ستخترق غلافه الجوي بسرعة 20277 كلم في الساعة، وسيعمل درع واقي على حماية أجهزة المسبار من الحرارة المرتفعة في أسفل المركبة و على امتصاص الجزء الأكبر من الطاقة الناتجة عن الاحتكاك [6]. وحالما تصل سرعة المركبة لحوالي 1207 كلم في الساعة، ستفتح مظلات للتخفيف منها. ومع اقتراب المركبة من السطح سينفصل الدرع الواقي وستفتح ركائز وتنطلق قاذفات ذات دفع طردي Retrorocket.
خلافا لمسباري "سبريت" و "اوبرتيونتي"، سيحط المسبار "فينكس" بطريقة مشابهة لمسبار "فيكنك" Viking مع تغييرات بسيطة، ويفتح ألواحه الشمسية ليبدأ عمله. ولكن تقريرا ورد في 2007 من جمعية الفلك الأمركية American Astronomical Society بين بأن استعمال قاذفات ذات دفع طردي في تخفيف السرعة عند الهبوط، على طريقة "فيكنك"، قد يأدي إلى تغيرات في الطبيعة الكيميائية للتربة و يفني أشكال الحياة التي قد تكون متواجدة على موقع الهبوط [7]. و يعكف الآن علماء الأحياء العاملون بالمشروع على دراسة هذه الفرضية، و امكانية اجراء تعديلات في طريقة أخذ العينات باعتبار أن المسبار غير متحرك [8].
الأهداف العلمية
للمسبار "فينكس" ذاتي التشغيل مهمتان رئيسيتان سيخصص لهما حوالي 90 يوما أرضيا. تتمثل الأولى في دراسة التاريخ الجيوليوجي للمياه على سطح المريخ و سيساعد ذلك على فهم طبيعة التغيرات المناخية التي طرئت على الكوكب منذ ملايين السنين. وأما المهمة الثانية، فهي مبنية على فرضية، و هي البحث عن علامات حياة مجهرية قد تكون وجدت في وقت ما عندما كانت المياه سائلة. لذلك اختير مكان الهبوط بعناية في منطقة القطبية الشمالية (68° شمالا على دائرة عرض، 233° شرقا على دائرة الطول)[1] حيث يوجد سهل ممتد في منطقة الأراضي المنخفضة الشمالية Vastitas Borealis و لا يحتوي الكثير من الكتل الصخرية و تتواجد فيه كميات هائلة من الجليد تحت السطح تتحول في فصل الصيف المريخي إلى سحب من الثلج (أي أن الماء يمر من الحالة الصلبة مباشرة إلى حالة غاز). سيقوم المسبار بالحفر إلى عمق نصف متر تقريبا تحت السطح لاستخراج العينات و تحليلها بفضل عدة أجهزة و مجسات متطورة. المختبر المصغر للمسبار "فينكس" مجهز لقياس الخصائص الفيزيائية للعينات (الموصلية الكهربائية، درجة الحرارة) ودراسة بنيتها بواسطة ميكروسكوب قوة ذرية atomic force microscope و من ثم يقوم بتسخينها في فرن خاص لدرجة 950° سلزية و يممررها عبر مطياف الكتلة mass spectrometer الذي يكشف عن مختلف الجزيئات الكيميائية وتركيزها. ويأمل العلماء أن تكون هناك علامات لحياة بكتيرية تحت السطح، ان وجدت ظروف ملائمة لذلك، حيث تتحمل بعض أنواع البكتيريا الأرضية مثل اللستيريا Listeria درجات الحرارة المنخفضة و تكون في حالة أبواغ تعود للنشاط عندما تصل درجة الحرارة إلى 20° سلزية تحت الصفر [9].
و سيدرس المسبار أيضا الغلاف الجوي للمريخ منذ رحلة هبوطه على علو 20 كلم، كما أنه سيلتقط صور ثلاثية الأبعاد و فائقة الجودة لسطح الكوكب في موقع الهبوط بفضل أجهزة التصوير ذات الرؤية المنظوريةSurface Stereo Imager.
النزول على سطح المريخ
حط المسبار فينكس بنجاح على سطح المريخ، في منطقة الوادي الأخضر Green Valley، يوم 25 ماي 2008 [10]. و هي فترة نهاية فصل الربيع في نصف الكرة الشمالي، حيث ستقوم الشمس بتغذية المسبار بالكهرباء طيلة اليوم المريخي.
الخصائص التقنية
ركب مسبار "فينكس" في مصانع شركة "مارتن-لوكهيد" حول قاعدة كانت مخصصة أصلا للمركبة "مارس سورفيور" Mars Surveyor التي كانت ستنطلق سنة 2001. وكانت ناسا قد تخلت عن هذا المشروع بعد تحطم مسبار "مارس بولار لاندر" Mars Polar Lander على سطح المريخ سنة 1999، اثر عطل فني طرء أثناء عملية النزول. و قد "ورث" المسبار الجديد الكثير من المعدات التي تعود لهذه المهمة الملغاة [11].
يحتوي مسبار "فينكس" على ثمانية أنظمة أساسية متكاملة، دون احتساب المعدات العلمية، وهي كالآتي :
- حاسوب يعمل على قيادة المسبار و معالجة المعلومات.
- منظومة كهربائية تزود أجزاء المسبار بالطاقة اللازمة بواسطة بطاريات و ألواح شمسية.
- منظومة اتصلات يمكنها إرسال و استقبال المعلومات سواء من الأرض أو من المركبات المدارية مثل "مارس ؤوديسي" Mars Odyssey و "مارس روكنسنس أوربيتر" Mars Reconnaissance Orbiter.
- جهاز ملاحة متطور يمكن من اختيار المكان المناسب للهبوط و تتسيير عملية نزول آمنة فوق سطح الكوكب.
- جهاز دفع نفاث و يتكون من ستة محركات تعمل بوقود الهيدرازين اHydrazine.
- هيكل المسبار و هو مقاوم للتغير المفاجئ لدرجات الحرارة و الصدمات.
- محركات كهربائية تعمل على توجيه أجزاء المسبار.
- منظومة تحكم حرارية تأمن درجة حرارة مناسبة و حيوية لتشغيل أجهزة المسبار في جو المريخ البارد (درجة الحرارة المتوسطة فوق سطح المريخ 46° سلزية تحت الصفر و قد تكون أقل من ذلك بكثير في المنطقة القطبية).
يحمل مسبار "فينكس" عددا من المعدات العلمية و المجسات المتطورة، بمثابة مختبر مصغر، و كتلتها حوالي 55 كغ. تتكفل هذه الأنظمة بتحميل العينات و تحليلها، و تحتوي أجهزة للتصوير والاجهار و التحليل الفيزيائي و الكيميائي الدقيق. كما خصصت محطة أرصاد وقياسات جوية مدمجة لدراسة غلاف المريخ الغازي.
خصائص المعدات العلمية على متن مسبار "فينكس" :
| المعدات | الخصائص و الوضائف | المصنعون |
|---|---|---|
| ذراع ربوتية Robotic Arm اختصارا RA |
ذراع ربوتية متطورة يمكن أن تمتد من المسبار إلى طول أقصاه 2.35 متر، في نهايتها رفش يمكن أن يحفر إلى عمق 0.5 متر و يقوم باستخراج العينات. الذراع تمتلك 4 درجات حرية و يمكن أن تسلط قوة مقدارها 80 نيوتن [12]. |
مختبر الدفع النفاث [2]. |
| كميرا الذراع الربوتية Robotic Arm Camera اختصارا RAC |
الكميرا الرقمية مثبتة في نهاية الذراع الربوتية و تحتوي على لوحة من ثنائيات كهرضوئية LED تنير المكان المراد تصويره بثلاثة ألوان (أحمر، أخضر، أزرق) و يمكن بذلك الحصول على صور ملونة ذات جودة عالية. و ستلتقط الكميرا صورا للعينات و لمكان الحفر و كذلك للصخور المحيطة بالمسبار [13]. |
تعاون بين جامعة أريزونا و معهد ماكس بلانك (ألمانيا). |
| مصور أسطح ثلاثي الأبعاد Surface Stereo Imager اختصارا SSI |
وهو "العين" الرئيسية للمسبار، تم تحويله من مركبات بعثات أخرى مثل "مارس بولار لاندر" Mars Polar Lander. يتميز المصور بمجسات عالية الدقة تمكن من التقاط صور منضورية ذات ثلاثة أبعاد لبيئة المسبار، على علو مترين. كما سيقوم هذا الجهاز بقياس تقوس الغلاف الجوي المريخي atmospheric distortion وذلك بالمقارنة مع موقع الشمس في الأفق (وهذه الخاصية تتأثر بالمكونات الكيميائية للغلاف الجوي و ديناميكية الغازات)، وسيراقب أيضا الغبار و السحب الثلجية وذلك بتحليل امتصاصها للضوء [14]. |
تعاون بين جامعة أريزونا و معهد ماكس بلانك لأبحاث النظام الشمسي (ألمانيا). |
| مصور الهبوط على المريخ Mars Descent Imager اختصارا MARDI |
ستقوم هذه الكميرا بالتقاط صور لسطح الكوكب أثناء نزول المسبار، بداية من علو يقدر بخمسة أميال، بعد أن يتخلى عن درعه الحراري. و كان مقررا التقاط حوالي 20 صورة ملونة ذات جودة عالية من منطقة الهبوط لدراسة طبيعتها الجيولوجية، ولكن خللا تقنيا أكتشف أثناء الاختبارات النهائية للمسبار و يتمثل في عدم قدرة الجهاز على التقاط عدد كبير من الصور [15]. ولكن هذا العطل أكتشف في وقت متأخر ولم يكن من الممكن تلافيه، لذلك قرر المشرفون على المهمة اتقاط صورة واحدة فقط على أن تكون على قدر من الأهمية العلمية [16]. |
طورت من قبل شركة Malin Space Science Systems (كاليفورنيا، الولايات المتحدة) [3]. |
| محلل غازات حراري Thermal and Evolved Gas Analyzer اختصارا TEGA |
يدمج هذا الجهاز ثمانية أفران صغيرة و مطياف كتلة متطور. تقوم الذراع الربوتية بأخذ العينات و تصويرها ثم تضعها في موزع آلي يغذي كل فرن بحوالي 100 ملغ من العينة. ثم تسخن في الفرن تدريجيا إلى أن تبلغ درجة حرارتها 950° سلزية (ومن الملاحظ أن هذه العملية ستتم تغذيتها بطاقة الألواح الشمسية فقط). وأثناء التسخين سيتحرر من العينة، الماء في شكل بخار و ثاني أكسيد الكربون و بقية الجزيئات العضوية الطيارة organic volatiles ذات تركيز لا يقل عن ppb 10 جزيئات من بليون [17]. |
تعاون بين جامعة أريزونا و جامعة تكساس. |
| نظام التحليل المجهري، الكهركيميائي و التوصيلي Microscopy, Electrochemistry, and Conductivity Analyzer اختصارا MECA |
وهو عبارة عن مختبر مصغر لتحاليل البصرية، الفيزيائية و الكيميائية. يحتوي على نظامين [18]:
|
المحلل الكيميائي من صنع مختبر الدفع النفاث، المجهر الضوئي صنع من قبل جامعة أريزرونا و مجهر القوة الذرية طور و صنع في جامعة نوشتال University of Neuchatel بسويسرا. |
| محطة الرصد الجوي Meteorological Station اختصارا MET |
ستقوم هذه المنظومة بأرصاد يومية لدرجة الحرارة و الضغط الجوي بفضل مجسات ليزرية متطورة تعرف باسم "ليدار" Lidar عوضا عن مجسات الرادار العادية، العاملة بالموجات الراديوية، و المستعملة في محطات الرصد الأرضية. وسيعمل ثنائي أقطاب ليزري Laser diode على قياس جسيمات الغبار و الثلج التي تغطي جو المريخ، على مسافة تغطي 4 كلم من المسبار. كما أن مجسات مثبتة على الذراع الروبوتية ستقوم بتغذية المحطة بدرجات حرارة التربة [19]. |
تعاون بين وكالة الفضاء الكندية و جامعة ألبرتا الأمريكية و معهد الأرصاد الجوية بفنلندا و هيئة المسح الجيولوجي الكندية و عدد من الشركات الكندية مثل Optech Incorporated. |
الدول المشاركة
الولايات المتحدة: جامعات أريزرنا، تكساس، تافتس، كولورادو، ميشيغان، واشنطن، سان لويس و وكالة ناسا (مختبر الدفع النفاث، مركز ايمس للأبحاث، مركز جنسن للفضاء) وشركة لوكهيد-مارتن لصناعات الفضاء وشركةMalin Space Science Systems .
كندا: جامعات ألبرتا و يورك و وكالة الفضاء الكندية و هيئة المسح الجيولوجي الكندية و شركة Optech Incorporated.
ألمانيا: معهد ماكس بلانك لأبحاث المنظومة الشمسية.
فنلندا: المعهد الفنلندي للرصد الجوي.
أنظر أيضا
- كوكب المريخ
- اكتشاف المريخ
- مسبار فضائي
وصلات خارجية
- الموقع الرسمي لمهمة فينكس Phoenix home page (انجليزي).
- نص اخباري (10 يوليو 2007) "وكالة الفضاء الأميركية تقرر إطلاق مركبة "فينكس" الفضائية في الشهر القادم" من مكتب برامج الاعلام الخارجي
usinfo.state.gov (عربي).
- ملخص الرحلة (ناسا) Phoenix summary (انجليزي).
- خصائص المسبار و المهمة Phoenix Profile من موقع اكتشاف المنظومة الشمسية لناسا NASA's Solar System Exploration (انجليزي).
- مقدمة و أفكار حول مشروع "روئ للمريخ" Written Introduction to the Visions of Mars Project (انجليزي).
- مقطع فيديو للحضيرات قبل اطلاق مسبار فينكس Phoenix Launch Preparation Video (انجليزي).
- مقطع فيديو لتفاصيل الرحلة و مهمة فينكس Phoenix Mission Details Video (انجليزي).
المراجع
- ^ أخبار مكتوب:فينيكس هبط بسلام ويبدأ مهمته على المريخ
- ^ Phoenix Mars Scout - wikisource.
- ^ "Mars 2007 'Phoenix' will Study Water near Mars' North Pole" August 4, 2003 NASA Press release. URL accessed April 2, 2006
- ^ NASA's Phoenix Mars Mission Begins Launch Preparations. NASA: (2005-06-02).
- ^ Phoenix Mars Mission - Launch. University of Arizona. وُصِل لهذا المسار في 2007-08-06.
- ^ وكالة الفضاء الأميركية تقرر إطلاق مركبة "فينكس" الفضائية في الشهر القادم.
- ^ Did probes find Martian life ... or kill it off?. Associated Press via MSNBC: (2007-01-08). وُصِل لهذا المسار في 2007-05-31.
- ^ "U-M scientists simulate the effects of blowing Mars dust on NASA's Phoenix lander, due for August launch". University of Michigan News Service: (2007-06-07).
- ^ The University of Arizona: NASA Selects UA 'Phoenix' Mission to Mars, 4. August 2003
- ^ [phoenix.lpl.arizona.edu http://phoenix.lpl.arizona.edu]
- ^ Phoenix Mars Lander- Spacecraft. Phoenix Mars Lander. وُصِل لهذا المسار في 2006-06-09.
- ^ The University of Arizona: Robotic Arm (RA)
- ^ The University of Arizona: Robotic Arm Camera (RAC)
- ^ The University of Arizona: Stereo Imager (SSI)
- ^ One image planned during descent of Phoenix. The University of Arizona: (July 3, 2007).
- ^ Malin, M. C.; Caplinger, M. A.; Carr, M. H.; Squyres, S.; Thomas, P.; Veverka, J. (2005). "Mars Descent Imager (MARDI) on the Mars Polar Lander" 106: 17635-17650. DOI:10.1029/1999JE001144.
- ^ The University of Arizona: Thermal Evolved Gas Analyzer (TEGA)
- ^ The University of Arizona: Mars Environmental Compatibility Assessment (MECA)
- ^ The University of Arizona: Meteorology Suite (MET)
![[1]](https://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/1/1b/PIA09946_fig1.jpg){kind=link}