إنسيلادوس أوربيلاندر
إنسيلادوس أوربيلاندر هي مهمة رائدة مقترحة لوكالة ناسا لاستكشاف قمر إنسيلادوس التابع لكوكب زحل . ستقضي المركبة عامًا ونصف في مدار حول إنسيلادوس، حيث ستجمع عينات من أعمدة الماء المتدفقة إلى الفضاء، قبل أن تهبط على سطحه في مهمة تستغرق عامين لدراسة المواد بحثًا عن أدلة على وجود حياة. [ 1 ] من المتوقع أن تُطلق هذه المهمة، التي تُقدر تكلفتها بنحو 4.9 مليار دولار، في أواخر ثلاثينيات القرن الحالي على متن نظام الإطلاق الفضائي أو صاروخ فالكون الثقيل، على أن تهبط على سطح القمر في أوائل خمسينيات القرن الحالي. وقد طُرحت هذه المهمة في المسح العشري لعلوم الكواكب للفترة 2023-2032 كثاني أعلى مهمة رائدة من حيث الأولوية، بعد مهمة مسبار ومركبة استكشاف أورانوس المدارية . [ 2 ] [ 3 ]
خلفية
يبلغ قطر إنسيلادوس 500 كيلومتر (310 أميال) ، وهو سادس أكبر أقمار زحل والتاسع عشر في المجموعة الشمسية . [ 4 ] زارت ثلاث مركبات فضائية أخرى إنسيلادوس وصورته بتفصيل دقيق: مركبتي فوياجر التوأم ، ومركبة كاسيني التي تدور حول زحل . من بين هذه المركبات، كانت كاسيني الأكثر دراسةً لإنسيلادوس، وساهمت بشكل كبير في فهمنا العلمي الحالي له. ساعدت تحليقات كاسيني الـ23 القريبة والموجهة [ 5 ] في اكتشاف أن إنسيلادوس عالم نشط جيولوجيًا، ذو تضاريس حديثة التكوين والتصلب. كما أظهرت هذه التحليقات أعمدة مياه دافئة نشطة، إلى جانب أدلة تشير إلى وجود محيط تحت سطحه. [ 6 ] قدمت كاسيني أيضًا أدلة على العمليات الحرارية المائية التي تُغذي كلاً من الينابيع الحارة والنشاط الجيولوجي لإنسيلادوس، مما يجعل هذا القمر أحد أكثر الأماكن جاذبيةً للعثور على حياة في المجموعة الشمسية.
بعد مهمة كاسيني، طُرحت مقترحات عديدة لمتابعة نتائجها في إنسيلادوس. [ 7 ] تنافست مهمة "رحلة إلى إنسيلادوس وتيتان" ، وهي مهمة في علم الأحياء الفلكي إلى إنسيلادوس وتيتان، على مهمة برنامج ديسكفري الثالث عشر ، لكنها لم تُختر. [ 8 ] [ 9 ] لاحقًا، في عام 2017، تنافست مهمتان في علم الأحياء الفلكي تركزان على إنسيلادوس، وهما " بصمات الحياة وقابلية السكن في إنسيلادوس" و " الباحث عن الحياة في إنسيلادوس" ، على مهمة برنامج نيو فرونتيرز الرابعة ، لكنهما لم تُختارا في نهاية المطاف. [ 10 ] [ 11 ]
تم إعداد مقترح مركبة الهبوط المدارية على إنسيلادوس من قِبل فريق بقيادة شانون ماكنزي لدعم المسح العشري لعلوم الكواكب . [ 12 ] في حين أن الدراسات السابقة للبعثات الفضائية بحثت في التحليق بالقرب من إنسيلادوس عدة مرات، قرر فريق ماكنزي، الذي كان يدرس بنية مهمة رائدة بميزانية أكبر، دراسة مركبة مدارية أو مركبة هبوط أو مزيج منهما. [ 13 ] في النهاية، استند قرار دمج المركبة المدارية ومركبة الهبوط في مركبة فضائية واحدة إلى صغر حجم إنسيلادوس وجاذبيته الضئيلة، مما ينتج عنه تغيير طفيف في السرعة اللازمة للهبوط. [ 14 ]
في المسح العشري للكواكب للفترة 2022-2032 ، تم ترشيح مهمة إنسيلادوس أوربيلاندر كثاني أعلى مهمة رائدة جديدة ذات أولوية. [ 15 ] وقد استند هذا الاختيار إلى تركيز المقترح على علم الأحياء الفلكي وقابلية الكواكب للحياة . [ 16 ]
تصميم المركبات الفضائية وأجهزة القياس
نظراً لصغر حجم إنسيلادوس، فإن كمية الطاقة اللازمة للهبوط عليه مقارنةً بالطاقة اللازمة لوضعه في مداره ضئيلة للغاية. ولذلك، يُتوقع أن تجمع مركبة إنسيلادوس أوربيلاندر بشكل فريد بين وظيفتي المركبة المدارية والمركبة الهابطة في مركبة فضائية واحدة. [ 17 ]
الأدوات العلمية
ستحمل المركبة الفضائية المقترحة ثلاث مجموعات منفصلة من الأجهزة ونظام أخذ عينات. كل مجموعة من الأجهزة مصممة خصيصاً لنوع مختلف من العمليات العلمية.
الأدوات المقترحة هي: [ 1 ] : 10، B7-B10
| أداة | أداة التراث (المهمة) | مجموعة العلوم |
|---|---|---|
| مطياف الكتلة عالي الدقة (HRMS) | ماسبكس ( يوروبا كليبر ) | مجموعة أدوات الكشف عن الحياة |
| مطياف الكتلة الفصلي (SMS) | تحليل العينات على سطح المريخ ( كيوريوسيتي ) | |
| مصفوفة المستشعرات الكهروكيميائية (ESA) | مختبر الكيمياء الرطبة ( فينيكس ) | |
| الفصل الكهربائي الشعيري الدقيق - التألق المستحث بالليزر | غير متوفر | |
| مجهر | مجهر القوة الذرية MECA ( فينيكس ) | |
| جهاز تسلسل المسام النانوية ذو الحالة الصلبة | غير متوفر | |
| كاميرا ذات زاوية ضيقة (NAC) | جهاز التصوير الاستطلاعي بعيد المدى ( نيو هورايزونز ) | مجموعة الاستشعار والاستطلاع عن بعد |
| كاميرا ذات زاوية واسعة (WAC) | ECAM-M50 ( Janus ) | |
| مطياف الانبعاث الحراري (TES) | مقياس الإشعاع الزئبقي ومطياف الأشعة تحت الحمراء الحرارية ( بيبي كولومبو ) | |
| صورة السياق | جهاز تصوير السطح المجسم ( فينيكس ) | جناح إن سيتو |
| مقياس الزلازل | تجربة زلزالية للهيكل الداخلي ( نظرة معمقة ) | |
بالإضافة إلى ذلك، يُقترح ثلاثة أنظمة أخذ عينات منفصلة لكل مرحلة من مراحل الطيران: قمع مساحته متر مربع واحد لجمع الجسيمات بشكل سلبي، ومغرفة لجمع الجسيمات بشكل نشط على السطح، ومدخل غاز لانبعاثات الغاز. [ 1 ] : 10، B11
نبذة عن المهمة
من المقترح إطلاق مركبة إنسيلادوس أوربيلاندر في أكتوبر 2038. [ 1 ] : 4 ويُقترح إطلاقها بواسطة نسخة معدلة من نظام الإطلاق الفضائي بلوك 2 مزودة بمرحلة علوية من طراز كاستور 30B، مع العلم أنه تم النظر أيضًا في استخدام صاروخ فالكون الثقيل ، إلا أن ذلك سيتطلب إطلاق المركبة على مسار أبطأ مع تحليقات قريبة من كوكب الزهرة. [ 1 ] : 7 وقد تم تحديد توقيت الإطلاق المقترح بحيث يمكن الاستفادة من جاذبية كوكب المشتري في أكتوبر 2040 لتوفير الوقود اللازم للدخول في مدار زحل في أغسطس 2045. [ 1 ] : 19 وفي مدار زحل ، ستبدأ المركبة رحلة معقدة تستغرق 4.5 سنوات حول أقمار زحل ، مستخدمةً جاذبية أقمار مثل تيتان وريا وديون وتيثيس لخفض ميل مدارها. [ 1 ] : 21-22 بعد سلسلة من التحليقات القريبة من إنسيلادوس نفسه، ستدخل المركبة الفضائية مدار إنسيلادوس.
ستقضي المركبة الفضائية عامًا ونصف في مدار بيضاوي الشكل حول إنسيلادوس، مدته 12 ساعة. [ 1 ] : 20 ستمر أقرب نقطة في المدار إلى السطح فوق خطوط النمر القطبية الجنوبية لجمع جزيئات الدخان وبيانات الاستشعار عن بُعد. أثناء دورانها حول إنسيلادوس، سيستخدم مخططو المهمة صورًا عالية الدقة وبيانات أخرى لتحديد مسار هبوط بيضاوي آمن . [ 14 ] عندما يقرر مخططو المهمة هبوط المركبة الفضائية، ستخفض مركبة إنسيلادوس أوربيلاندر مدارها وتبدأ هبوطًا مدفوعًا نحو السطح. ستستخدم المركبة نظام ملاحة نسبي للتضاريس مشابهًا للأنظمة المستخدمة في أوزيريس-ريكس لتجنب المخاطر أثناء الهبوط. [ 17 ] عندما تكون المركبة على ارتفاع 10 أمتار (33 قدمًا) فوق السطح، يتوقف المحرك الرئيسي لتجنب تلويث المنطقة، وتميل المركبة إلى جانبها قبل الهبوط السلس. [ 1 ] : 16
انظر أيضاً
مراجع
- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 ماكنزي، شانون م.؛ كيربي، كارين و.؛ غرينور، بيتر ج.؛ نيفو، مارك؛ غولد، روب؛ دافيلا، ألفونسو؛ لونين، جوناثان إ.؛ كيبل، مورغان؛ كرافت، كيت؛ إيجنبرود، جينيفر؛ غلين، كريستوفر؛ هوفغارتنر، جيسون؛ مكاي، كريستوفر؛ فيليبس-لاندر، تشاريتي؛ وايت، هنتر؛ بيرتون، دانا؛ سيفرت، هيلموت؛ بوي، جيف؛ بروك، سبنسر؛ تشين، ميشيل؛ كوكر، روب؛ كولونيل، غريس؛ كريس، توم؛ كراولي، دوغ (14 أكتوبر 2020). "إنسيلادوس أوربيلاندر: مفهوم مهمة رائدة لعلم الأحياء الفلكي" . خادم التقارير الفنية لوكالة ناسا . تم الاطلاع عليه بتاريخ 26 أبريل 2024 .
- ↑ "الأكاديميات الوطنية للعلوم والهندسة والطب | الأصول والعوالم والحياة: استراتيجية عقدية لعلوم الكواكب وعلم الأحياء الفلكي 2023-2032" .
- ↑ فوست، جيف (19 أبريل 2022). "عقد من العلوم الكوكبية يدعم مهمات إعادة عينات من المريخ والكواكب الخارجية" . سبيس نيوز . تم الاطلاع عليه بتاريخ 19 أبريل 2022 .
- ↑ "إنسيلادوس: حقائق وأرقام" . استكشاف النظام الشمسي . ناسا. ١٢ أغسطس ٢٠١٣. مؤرشف من الأصل في ١٦ أكتوبر ٢٠١٣. تم الاطلاع عليه في ٢٦ أبريل ٢٠١٤ .
- ↑ كوفيلد، كالا (26 أكتوبر 2017). "كيف أدت تقلبات مهمة كاسيني إلى اكتشاف أعمدة إنسيلادوس" . Space.com . Future US Inc. تم الاطلاع عليه بتاريخ 29 أبريل 2024 .
- ↑ "كاسيني في إنسيلادوس: أكثر من عقد من الاكتشاف - علوم ناسا" . ناسا . 24 يناير 2024. تم الاطلاع عليه بتاريخ 29 أبريل 2024 .
- ↑ كارتر، جيمي (10 يونيو 2022). "سبعة أشياء يجب أن تعرفها عن مهمة ناسا الجديدة التي تبلغ تكلفتها 4.9 مليار دولار إلى إنسيلادوس، وهو قمر صغير تابع لكوكب زحل" . فوربس . تم الاطلاع عليه بتاريخ 29 أبريل 2024 .
- ↑ سوتين، سي.؛ ألتويغ، ك .؛ براون، آر إتش؛ وآخرون . (2011). جيت: رحلة إلى إنسيلادوس وتيتان (ملف PDF) . المؤتمر الثاني والأربعون لعلوم القمر والكواكب. معهد القمر والكواكب .
- ↑ براون، دواين. "ناسا تختار مهمتين لاستكشاف النظام الشمسي المبكر - ناسا" . nasa.gov . ناسا . تم الاطلاع عليه بتاريخ 30 يوليو 2024 .
- ↑ تشانغ، كينيث (15 سبتمبر 2017). "العودة إلى زحل؟ اقتراح خمس مهمات لتتبع كاسيني" . صحيفة نيويورك تايمز .
- ↑ الآليات الداخلية: عوالم المحيطات الجليدية تُتيح فرصًا للعثور على الحياة . آدم مان، وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم ، 2 مايو 2017، المجلد 114، العدد 18، الصفحات 4566-4568، doi: 10.1073/pnas.1703361114
- ↑ بارتلز، ميغان = (5 أكتوبر 2020). "إذا أردنا العثور على حياة على قمر إنسيلادوس التابع لكوكب زحل، فعلينا استبعاد وجود كائنات أرضية متطفلة" . Space.com . تم الاطلاع عليه في 30 يوليو 2024 .
- ^ ماكنزي، شانون م. نوفو، مارك؛ دافيلا، ألفونسو ف. لونين، جوناثان الأول. كرافت، كاثلين L.؛ كابل، مورغان L.؛ فيليبس لاندر، تشاريتي م؛ هوفغارتنر، جايسون د. إيجنبرود، جينيفر إل؛ وايت، ج. هنتر؛ جلين، كريستوفر ر. الذهب، روبرت. غريناور، بيتر J.؛ كيربي، كارين؛ برادبورن، كريستوفر. كونافيس، صموئيل ب. مالاسكا، مايكل ج. بوستبرج، فرانك؛ باترسون، ج. ويسلي؛ بوركو، كارولين؛ نونيز، خورخي الأول. الألمانية، كريس؛ هوبر، جولي أ. ماكاي، كريستوفر ب. فيرا، جان بيير دي؛ بروكاتو، جون روبرت؛ سبيلكر ، ليندا ج. (27 أبريل 2021). "مفهوم مهمة إنسيلادوس أوربيلاندر: الموازنة بين العائد والموارد في البحث عن الحياة" . مجلة علوم الكواكب . 2 (2): 77. Bibcode : 2021PSJ.....2...77M . doi : 10.3847/PSJ/abe4da . ISSN 2632-3338 .
- 1 2 شتراوس، مارك (19 يونيو 2023). "الماس في الظلام" . مجلة الفضاء والطيران الفصلية . مؤسسة سميثسونيان . تم الاطلاع عليه في 1 مايو 2024 .
- ↑ بلات، جوش. "تقرير يحدد أولويات مهمات علوم الكواكب، وجهود الدفاع الكوكبي، والاستثمارات الاستراتيجية للعقد القادم" . www.nationalacademies.org . الأكاديميات الوطنية للعلوم والهندسة والطب . تاريخ الاطلاع: 29 أبريل 2024 .
- ↑ الأصول، العوالم، والحياة . ٢٣ أكتوبر ٢٠٢٣. doi : 10.17226/26522 . ISBN 978-0-309-47578-5تم الاطلاع عليه بتاريخ 30 يوليو 2024 .
- 1 2 أتكينسون، نانسي. "تعرّف على أوربيلاندر، مهمة للبحث عن الحياة على إنسيلادوس" . الجمعية الكوكبية . تم الاطلاع عليه بتاريخ 26 أبريل 2024 .
- مسابير الفضاء المقترحة من قبل وكالة ناسا
- إنسيلادوس