تصوير فنان لمركبة DAPPER الفضائية في مدار حول القمر.
(الصورة: © NASA / JPL-Caltech / Jack Burns ، جامعة كولورادو ، بولدر)
سعي وكالة ناسا إعادة البشر إلى القمر يمكن أن يعزز مجال البحث الذي قد لا يبدو قمريًا بشكل خاص في الطبيعة: علم الكونيات.
لكن الجانب البعيد من القمر يمكن أن يكون مكانا قويا للرد على بعض أكثر الأسئلة إلحاحًا حول الكون - ودفع وكالة ناسا لإعادة البشر إلى القمر يمكن أن يخفض الأسعار بما يكفي لجعل هذا العلم حقيقة. حتى العالم الذي يقود حملة وكالة ناسا للتحقيق في هذه المهام يعترف أنها لم تكن الفكرة الأكثر بديهية عندما سمع عنها لأول مرة.
قال جاك بيرنز ، عالِم الفيزياء الفلكية بجامعة كولورادو بولدر ، لموقع Space.com: "كنا نحكم [معرض العلوم] معًا وكانوا يسألونني عن رأيي في التلسكوبات على القمر". "وقلت ، لم أفكر كثيرًا في الأمر على الإطلاق. لم يحدث لي ذلك".
منذ ذلك الحين ، فكر هو وزملاؤه في الأمر كثيرًا. استنتاجهم هو أن المراصد على الجانب البعيد من القمر توفر فرصة فريدة لعلماء الفلك الحديث. أمضى بيرنز هذا العام يفكر في مفهومين محددين للرسالة تم تصميمهما للاستفادة ، مع التركيز بشكل خاص على الفترة التي سبقت بدء النجوم في التكوين ، والتي تسمى العصور المظلمة.
قال بيرنز عن الحقبة "يبدو الأمر مشؤومًا" ، ولكن بالنسبة للعلماء ، فإن الأمر مثير للاهتمام في الغالب. "هناك الكثير من الفيزياء التي يمكن أن تكون مثيرة للاهتمام حقًا هناك وفرصة لنا لاختبار النموذج القياسي لعلم الكونيات ، ولرؤية ما إذا كان بإمكاننا كسرها أم لا. كما تعلم ، يرغب الفلكيون دائمًا في كسر الأشياء."
تعتمد هذه الملاحظات على القدرة على اللحاق لفترة طويلة موجات الراديو، والتي يصعب دراستها من الأرض بسبب التداخل من التكنولوجيا البشرية على سطح الكوكب وفي المدار. هذا هو جاذبية الجانب البعيد من القمر: إنه المكان الوحيد في منطقتنا المحمي من كل ومضات الضوء الثرثرة.
وقال بيرنز "الفارس على سطح القمر بيئة نادرة". "إنه المكان الوحيد الهادئ في النظام الشمسي الداخلي بأكمله لإجراء عمليات المراقبة على ترددات الراديو المنخفضة للغاية ، والتي ، كما اتضح اليوم ، هي آخر نافذة غير مفتوحة للطيف الكهرومغناطيسي."
لذلك أنتج بيرنز وزملاؤه تقريرًا عن كل من مفهومي العلوم الراديوية البعيدين لوكالة ناسا ، التي تبحث عن بحث علمي يمكن أن يلقي بظلاله على برنامج أرتميس ، وهو دفع الوكالة لهبوط البشر على القمر بحلول عام 2024. أشار المدير جيم بريدنشتاين إلى أحد المشاريع الإذاعية ، وهي مهمة مدارية ، خلال مؤتمر صحفي حول تلك الحملة ، أطلق عليه اسم برنامج أرتميس، في 9 ديسمبر.
وقال "كل هذا العلم وكل هذه المعرفة وكل هذه القدرات ستكون متاحة لنا لأننا نطلق البشر إلى القمر للمرة الأولى منذ عام 1972". "يمكننا الحصول على الكثير من علوم ومعلومات الفيزياء الفلكية أكثر مما يمكن أن نحصل عليه بدون وجود هذه العمارة على القمر."
أن العمارة تشمل بوابةوهي محطة طريق تابعة لوكالة ناسا للروبوتات والبشر تتجه إلى سطح القمر. قال بيرنز ، إن الوحدة الأولى من البوابة يمكن إطلاقها في عام 2022 ، وأول مهمة يصفها هو وزملاؤه يمكن أن تطير في العام المقبل ، معتمدين على الاتصالات التي تم تطويرها لمحطة الطريق.
المشروع العلمي ، المسمى Dark Ages Polarimetry Pathfinder ، أو DAPPER ، هو مركبة فضائية تدور حول القمر ، تقضي حوالي ثلث وقتها في منطقة الهدوء الراديوي على الجانب البعيد من القمر.
قال كل من Burns و Bridenstine أن بناء DAPPER في سياق برنامج Artemis سيقلل تكاليف المهمة. وقال بيرنز إن المشروع صمم بسعر 50 مليون دولار. قال بريدنشتاين أن تشغيل المهمة بشكل مستقل سيكلف حوالي 500 مليون دولار ، لكن القدرة على استخدام البنية التحتية لـ Gateway ستخفض هذا السعر إلى حوالي 90 مليون دولار.
إن الدفع لإرسال معدات علم الفلك الراديوي باستخدام برنامج Artemis لا يستمد توقيته فقط من الراحة. إنها أيضًا مسألة ملحة ، منذ اندفاع القمر ناسا ودول أخرى والشركات الخاصة يمكن أن تؤدي إلى تفوق التكنولوجيا على هذه الإشارات الراديوية من الكون المبكر ، بنفس الطريقة التي تفعلها على الأرض.
وقال بيرنز "جزء من سبب رغبتنا في القيام بذلك عاجلاً وليس آجلاً ، نريد الوصول إلى هناك أولاً والمراقبة في حين أن البيئة لا تزال نقية".
سيكون تنفيذ DAPPER أسهل من المشاريع الأخرى التي كان بيرنز وزملاؤه يفكرون فيها ، تسمى مجموعة Farside لاستقصاءات علوم الراديو في العصور المظلمة والكواكب الخارجية (الجانب البعيد).
هذا المشروع سوف يركب مركبة فضائية تجارية على سطح القمر ، مثل تلك التي تستأجرها وكالة ناسا لحمل أدواتها العلمية الخاصة إلى سطح القمر. بعد ذلك ، ستنقل مركبة روفر 128 هوائيًا عبر 6 أميال (10 كيلومترات) من الجانب البعيد لالتقاط موجات الراديو. وقال بيرنز إن مثل هذا المشروع يمكن أن يتكشف في منتصف إلى أواخر العشرينيات من القرن العشرين ، ويكلف حوالي مليار دولار.
بالإضافة إلى إجراء بحث في علم الكونيات ، يمكن لمثل هذه المجموعة أن تساعد الفلكيين أيضًا على فهم الكواكب الخارجية التي قد تكون أكثر فائدة للحياة. يعتقد العلماء أن أحد المكونات الرئيسية قد يكون حقل مغناطيسي يلتف حول الكوكب ويحافظ على الجو في مكانه.
وقال بيرنز "ربما توصلنا إلى استنتاج مبدئي مفاده أنه من أجل تكوين حياة مثلنا ، الحياة كما نعرفها ، أن وجود مجال مغناطيسي مهم للغاية". وقال إن هذه المجالات المغناطيسية يجب أن "تضيء" عندما ينظر إليها بواسطة التلسكوبات اللاسلكية. "هذه هي الطريقة الوحيدة للبحث عن المجالات المغناطيسية ، مع مجموعة من هذه المقاريب ذات التردد المنخفض على الجانب البعيد من القمر."
- Chang'e-4 Rover الصينية تحافظ على التقاط صور مذهلة للجانب البعيد من القمر
- صور القمر المذهلة من مركبة الاستطلاع القمرية التابعة لناسا
- صور من الجانب البعيد للقمر! الهبوط الصيني Chang'e 4 على سطح القمر بالصور
