استكشاف القمر

بدأ الاستكشاف المادي للقمر عندما اصطدمت المركبة الفضائية لونا 2 ، التي أطلقها الاتحاد السوفيتي ، بسطح القمر عمدًا في 14 سبتمبر 1959. قبل ذلك، كانت الوسيلة الوحيدة المتاحة لاستكشاف القمر هي الملاحظات من الأرض. وقد أحدث اختراع التلسكوب البصري نقلة نوعية في جودة رصد القمر. يُنسب الفضل عمومًا إلى غاليليو غاليلي باعتباره أول من استخدم التلسكوب لأغراض فلكية، حيث صنع تلسكوبه الخاص عام 1609. وكانت الجبال والفوهات على سطح القمر من بين أولى ملاحظاته.

منذ مهمة لونا 2، شملت استكشافات الإنسان للقمر بعثات مأهولة وغير مأهولة. وكان برنامج أبولو التابع لوكالة ناسا البرنامج الوحيد الذي نجح في إنزال رواد فضاء على سطح القمر ، حيث نفذ ست مرات على جانبه القريب في أواخر القرن العشرين. وكان أول هبوط بشري عام 1969، عندما هبط رائدا الفضاء أبولو 11 ، باز ألدرين ونيل أرمسترونغ، على سطح القمر في منطقة بحر الهدوء ، تاركين وراءهم أجهزة علمية بعد انتهاء المهمة، وأعادوا عينات قمرية إلى الأرض. ^{[ 1 ]} وقد جرت جميع البعثات القمرية على الجانب القريب من القمر حتى أول هبوط سلس على الجانب البعيد، والذي حققته المركبة الفضائية الروبوتية تشانغ إي 4 التابعة لوكالة الفضاء الصينية في أوائل عام 2019، والتي نجحت في نشر المركبة الجوالة الروبوتية يوتو-2 . ^{[ 2 ] [ 3 ]} في 25 يونيو 2024، قامت مركبة تشانغ إي 6 التابعة لوكالة الفضاء الصينية (CNSA) بأول عملية عودة لعينة من القمر من الجانب البعيد. ^{[ 4 ]}

تركز أهداف استكشاف القمر في جميع وكالات الفضاء الرئيسية على المسح المستمر لسطح القمر من خلال البعثات القمرية استعدادًا لإنشاء قواعد بشرية دائمة في نهاية المطاف. ^{[ 5 ]}

يعتقد البعض أن أقدم الرسومات الكهفية، التي يعود تاريخها إلى 40,000 عام قبل الميلاد ، والتي تصوّر ثيرانًا وأشكالًا هندسية، ^{[ 9 ]} أو عصي العد التي يتراوح عمرها بين 20,000 و30,000 عام، استُخدمت لمراقبة أطوار القمر، وتحديد الوقت باستخدام مراحل تزايد وتناقص القمر . ^{[ 10 ]} وقد حُدِّدت جوانب القمر وجُمِعت في آلهة قمرية منذ عصور ما قبل التاريخ ، ووُثِّقت لاحقًا ووُضِعت في رموز منذ أولى الكتابات في الألفية الرابعة قبل الميلاد . ومن أقدم الصور المعروفة للقمر نقش صخري يعود إلى 3,000 قبل الميلاد، وهو نقش Orthostat 47 في نوث ، أيرلندا. ^{[ 11 ] [ 12 ]} أما الهلال الذي يصوّر القمر، كما هو الحال مع الإلهة القمرية نانا/سين ، فقد عُثر عليه من الألفية الثالثة قبل الميلاد. ^{[ 13 ]}

أقدم عالمة فلك وشاعرة معروفة، إنخيدوانا ، الكاهنة العليا الأكادية للإله القمري نانا/سين، والأميرة ابنة سرجون الكبير ( حوالي 2334 - حوالي 2279 قبل الميلاد)، كانت تراقب القمر في غرفها. ^{[ 14 ]} أقدم تصوير معروف ومحدد للقمر في علاقة فلكية مع معالم فلكية أخرى هو قرص سماء نيبرا من حوالي 1800-1600 قبل الميلاد ، والذي يصور معالم مثل الثريا بجوار القمر. ^{[ 15 ] [ 16 ]}

استنتج الفيلسوف اليوناني القديم أناكسغوراس ، الذي كان رأيه غير الديني في السماء أحد أسباب سجنه ونفيه لاحقًا، ^{[ 17 ]} أن الشمس والقمر كلاهما صخور كروية عملاقة، وأن القمر يعكس ضوء الشمس. وأشار بلوتارخ ، في كتابه "على وجه القمر" ، إلى أن للقمر تجاويف عميقة لا يصلها ضوء الشمس، وأن البقع ليست سوى ظلال أنهار أو وديان عميقة. كما طرح احتمال أن يكون القمر مأهولًا بالسكان. حاول أريستارخوس حساب حجم القمر ومسافته عن الأرض، إلا أن تقديره للمسافة بعشرين ضعف نصف قطر الأرض (الذي حدده بدقة معاصره إراتوستينس ) تبين أنه حوالي ثلث المسافة المتوسطة الفعلية.

اعتقد فلاسفة أسرة هان الصينيون أن القمر طاقة تُعادل طاقة تشي، لكنهم أقروا بأن ضوء القمر ما هو إلا انعكاس للشمس. ^{[ 18 ]} لاحظ عالم الرياضيات والمنجم جينغ فانغ كروية القمر. ^{[ 18 ]} ابتكر شين كو من أسرة سونغ استعارةً تُشبه مراحل اكتمال القمر وتناقصه بكرة فضية عاكسة، تبدو كالهلال عند رشها بمسحوق أبيض والنظر إليها من الجانب. ^{[ 18 ]}

ذكر عالم الفلك الهندي أريابهاتا في نصه "أريابهاتيا" الذي يعود إلى القرن الخامس أن ضوء الشمس المنعكس هو ما يجعل القمر يسطع. ^{[ 19 ]}

أجرى الفلكي الفارسي حبش الحسيب المروزي العديد من الرصدات في مرصد الشامسية ببغداد بين عامي 825 و835. [ ^{20 ] وبناءً} على هذه الرصدات، قدّر قطر القمر بـ 3037  كيلومترًا (ما يعادل  نصف قطر 1519 كيلومترًا) ومسافته عن الأرض بـ 346345 كيلومترًا (215209 ميلًا) . ^{[ 20 ]} وفي القرن الحادي عشر، درس الفيزيائي العراقي ابن الهيثم ضوء القمر من خلال عدد من التجارب والرصدات، وخلص إلى أنه مزيج من ضوء القمر نفسه وقدرة القمر على امتصاص ضوء الشمس وإصداره. ^{[ 21 ] [ 22 ]}  

بحلول العصور الوسطى ، وقبل اختراع التلسكوب، بدأ عدد متزايد من الناس يدركون أن القمر كروي الشكل، على الرغم من أن الكثيرين اعتقدوا أنه "أملس تمامًا". ^{[ 23 ]}

في عام ١٦٠٩، رسم غاليليو غاليلي أحد أوائل الرسومات التلسكوبية للقمر في كتابه "سيديريوس نونسيوس" ، ولاحظ أن سطحه ليس أملسًا، بل يحتوي على جبال وفوهات. وفي وقت لاحق من القرن السابع عشر، رسم جيوفاني باتيستا ريتشيولي وفرانشيسكو ماريا غريمالدي خريطة للقمر، وأطلقا على العديد من الفوهات الأسماء التي لا تزال مستخدمة حتى اليوم. على الخرائط، كانت الأجزاء الداكنة من سطح القمر تُسمى "ماريا" (مفردها "ماري" ) أو البحار، بينما كانت الأجزاء الفاتحة تُسمى "تيرا" أو القارات.

رسم توماس هاريوت ، وكذلك غاليليو، أول تمثيل تلسكوبي للقمر وراقباه لعدة سنوات. إلا أن رسوماته ظلت غير منشورة. ^{[ 24 ]} أُعدّت أول خريطة للقمر على يد عالم الفلك وعالم الكونيات البلجيكي مايكل فان لانغرين عام 1645. ^{[ 24 ]} بعد ذلك بعامين، نُشر عملٌ أكثر تأثيرًا بكثير من قِبل يوهانس هيفيليوس . ففي عام 1647، نشر هيفيليوس كتاب "سيلينوغرافيا" ، وهو أول أطروحة مُخصصة بالكامل للقمر. استُبدلت تسمية هيفيليوس، رغم استخدامها في البلدان البروتستانتية حتى القرن الثامن عشر، بالنظام الذي نشره عالم الفلك اليسوعي جيوفاني باتيستا ريتشيولي عام 1651 ، والذي أطلق على البقع الكبيرة المرئية بالعين المجردة أسماء البحار، وعلى البقع التلسكوبية (التي تُسمى الآن الفوهات) أسماء الفلاسفة وعلماء الفلك. ^{[ 24 ]}

في عام 1753، اكتشف عالم الفلك اليسوعي الكرواتي روجر جوزيف بوسكوفيتش غياب الغلاف الجوي على سطح القمر. وفي عام 1824، فسّر فرانز فون باولا غرويثويزن تكوّن الفوهات نتيجة اصطدام النيازك . ^{[ 25 ]}

لقد حظيت احتمالية وجود غطاء نباتي على سطح القمر وسكنه كائنات فضائية باهتمام كبير من قبل كبار علماء الفلك في أوائل العصر الحديث، حتى العقود الأولى من القرن التاسع عشر، وهي احتمالية تم دحضها لاحقًا. ففي الفترة ما بين عامي 1834 و1836، نشر ويلهلم بير ويوهان هاينريش مادلر كتابهما "خريطة القمر " (Mappa Selenographica) المكون من أربعة مجلدات، وكتاب "القمر" (Der Mond) عام 1837، والذي رسّخ بشكل قاطع استنتاجًا مفاده أن القمر لا يحتوي على مسطحات مائية ولا على غلاف جوي يُذكر. ^{[ 26 ]}

تسارعت وتيرة " سباق الفضاء " و" سباق القمر " بين الاتحاد السوفيتي والولايات المتحدة الأمريكية، المستوحى من الحرب الباردة، مع التركيز على القمر. وشمل ذلك العديد من الإنجازات العلمية الهامة، مثل أولى الصور الفوتوغرافية للجانب البعيد من القمر عام 1959 التي التقطها الاتحاد السوفيتي، وبلغت ذروتها بهبوط أول إنسان على سطح القمر عام 1969، وهو الحدث الذي اعتبره العالم أجمع أحد أهم الأحداث المحورية في القرن العشرين وتاريخ البشرية.

كان أول جسم اصطناعي يحلق بالقرب من القمر هو المسبار السوفيتي غير المأهول لونا 1 في 4 يناير 1959، والذي أصبح فيما بعد أول مسبار يحقق مدارًا مركزيًا حول الشمس. ^{[ 27 ]} صُمم لونا 1 ليصطدم بسطح القمر.

كانت المركبة السوفيتية لونا 2 أول مركبة تصطدم بسطح القمر ، حيث هبطت بقوة في 14 سبتمبر 1959، الساعة 21:02:24 بالتوقيت العالمي المنسق. أما الجانب البعيد من القمر، فقد تم تصويره لأول مرة في 7 أكتوبر 1959، بواسطة المركبة السوفيتية لونا 3. ورغم أن الصور كانت غير واضحة وفقًا للمعايير الحديثة، إلا أنها أظهرت أن الجانب البعيد من القمر يكاد يخلو تمامًا من البحار القمرية .

كانت المركبة الفضائية الأمريكية الأولى التي حلقت بالقرب من القمر هي بايونير 4 في 4 مارس 1959، والتي حدثت بعد فترة وجيزة من لونا 1. وكانت هي النجاح الوحيد من بين ثماني مركبات فضائية أمريكية مبكرة حاولت الانطلاق إلى القمر. ^{[ 28 ]}

في محاولة لمنافسة النجاحات السوفيتية، اقترح الرئيس الأمريكي جون إف كينيدي الهبوط على سطح القمر في رسالة خاصة إلى الكونجرس بشأن الاحتياجات الوطنية العاجلة :

حان الوقت الآن لخطوات أوسع، حان وقت مشروع أمريكي جديد عظيم، حان وقت أن تتبوأ هذه الأمة دورًا رياديًا واضحًا في الإنجازات الفضائية، التي قد تحمل في نواحٍ عديدة مفتاح مستقبلنا على الأرض. ...فبينما لا نستطيع ضمان أن نكون في الصدارة يومًا ما، إلا أننا نضمن أن أي تقصير في بذل هذا الجهد سيجعلنا في المؤخرة.

أعتقد أن على هذه الأمة أن تلتزم بتحقيق هدف إنزال إنسان على سطح القمر وإعادته سالماً إلى الأرض قبل نهاية هذا العقد. لن يكون هناك مشروع فضائي واحد في هذه الفترة أكثر إثارة للإعجاب للبشرية، أو أكثر أهمية في استكشاف الفضاء على المدى البعيد؛ ولن يكون هناك مشروع آخر بهذه الصعوبة أو التكلفة.

...ليكن واضحاً أنني أطلب من الكونغرس والبلاد قبول التزام راسخ بمسار عمل جديد - مسار سيستمر لسنوات عديدة وسيحمل تكاليف باهظة للغاية... ^{[ 29 ] [ 30 ]}

أُطلق رينجر 1 في أغسطس 1961، بعد ثلاثة أشهر فقط من خطاب الرئيس كينيدي. وبعد ثلاث سنوات وست مهمات فاشلة، تمكن رينجر 7 من إرسال صور مقرّبة لسطح القمر قبل اصطدامه به في يوليو 1964. وقد عانى برنامج رينجر ومهامه الاستكشافية الأولى من عدد من المشاكل المتعلقة بمركبات الإطلاق والمعدات الأرضية والإلكترونيات الفضائية. وقد ساهمت هذه الدروس في نجاح مارينر 2 ، المسبار الفضائي الأمريكي الوحيد الناجح بعد خطاب كينيدي الشهير أمام الكونغرس وقبل وفاته في نوفمبر 1963. ^{[ 31 ]} وتحسنت معدلات نجاح الولايات المتحدة بشكل كبير بدءًا من رينجر 7 .

في عام 1966، حقق الاتحاد السوفيتي أولى عمليات الهبوط السلس والتقط أولى الصور من سطح القمر خلال مهمتي لونا 9 ولونا 13 .

بعد برنامج رينجر، أطلقت الولايات المتحدة برنامج سيرفيور ^{[ 32 ]} الذي أرسل سبع مركبات فضائية آلية إلى سطح القمر. هبطت خمس من هذه المركبات بنجاح، للتحقق مما إذا كان الغبار القمري ضحلاً بما يكفي ليتمكن رواد الفضاء من الوقوف على سطحه.

في سبتمبر/أيلول 1968، أرسلت المركبة الفضائية السوفيتية زوند 5 سلاحف برية في مهمة حول القمر، تلتها سلاحف أخرى على متن زوند 6 في نوفمبر/تشرين الثاني. وفي 24 ديسمبر/كانون الأول 1968، أصبح طاقم أبولو 8 - فرانك بورمان ، وجيمس لوفيل، وويليام أندرس - أول بشر يدخلون مدار القمر ويشاهدون جانبه البعيد عن قرب. هبط البشر لأول مرة على سطح القمر في 20 يوليو/تموز 1969. وكان أول من سار على سطح القمر نيل أرمسترونغ ، قائد مهمة أبولو 11 الأمريكية، وزميله رائد الفضاء باز ألدرين .

كانت المركبة السوفيتية "لونخود 1" أول مركبة روبوتية تهبط على سطح القمر في 17 نوفمبر 1970، ضمن برنامج "لونخود" . ومنذ ذلك الحين، كان آخر إنسان وطأت قدماه سطح القمر هو يوجين سيرنان ، الذي سار على سطح القمر ضمن مهمة أبولو 17 في ديسمبر 1972.

أُعيدت عينات من صخور القمر إلى الأرض بواسطة ثلاث مهمات لونا ( لونا 16 ، 20 ، و 24 ) ومهمات أبولو من 11 إلى 17 (باستثناء أبولو 13 التي ألغت هبوطها المخطط له على سطح القمر). وكانت مهمة لونا 24 عام 1976 آخر مهمة قمرية للاتحاد السوفيتي أو الولايات المتحدة حتى مهمة كليمنتين عام 1994. ثم تحول التركيز إلى إرسال مجسات إلى كواكب أخرى ، ومحطات فضائية ، وبرنامج مكوك الفضاء .

قبل "سباق القمر"، كانت لدى الولايات المتحدة مشاريع أولية لقواعد قمرية علمية وعسكرية: مشروع لونكس ومشروع هورايزون . إلى جانب عمليات الهبوط المأهولة، تضمنت البرامج القمرية السوفيتية المأهولة المهجورة بناء قاعدة قمرية متعددة الأغراض تُدعى " زفيزدا "، وهو أول مشروع مفصل، مزود بنماذج أولية لمركبات الرحلات الاستكشافية ^{[ 33 ]} ووحدات سطحية. ^{[ 34 ]}

• 
  طابع بريدي من عام 1966 يحمل رسمًا لأول مسبار هبوط ناعم لونا 9 ، بجانب أول صورة لسطح القمر التقطها المسبار.

Following the abandoned US Constellation program, plans for crewed flights followed by moonbases were declared by Russia, ESA, China, Japan, India, and South Korea. All of them intend to continue the exploration of the Moon with more uncrewed spacecraft.

India is planning, and it is studying a potential collaboration with Japan to launch the Lunar Polar Exploration Mission in 2026–2028.

Russia also announced plans to resume its previously frozen project Luna-Glob, an uncrewed lander and orbiter, which was slated to launch in 2021 but did not manifest.^[76] In 2015, Roscosmos stated that Russia plans to place an astronaut on the Moon by 2030, leaving Mars to NASA. The purpose is to work jointly with NASA and avoid a space race.^[77]

في عام 2018، أعلنت وكالة ناسا عن خططها للعودة إلى القمر بالتعاون مع شركاء تجاريين ودوليين، وذلك في إطار حملة استكشافية شاملة تدعم التوجيه الأول لسياسة الفضاء ، مما أدى إلى إطلاق برنامج أرتميس وخدمات الحمولة القمرية التجارية (CLPS). وتخطط ناسا للبدء بمهام آلية على سطح القمر، بالإضافة إلى محطة الفضاء المأهولة "بوابة القمر" . واعتبارًا من عام 2019، بدأت ناسا بإصدار عقود لتطوير خدمات جديدة لتوصيل حمولات قمرية صغيرة، وتطوير مركبات هبوط قمرية، وإجراء المزيد من الأبحاث على سطح القمر تمهيدًا لعودة البشر. ^{[ 78 ]} ويتضمن برنامج أرتميس عدة رحلات لمركبة أوريون الفضائية وعمليات هبوط على سطح القمر خلال الفترة من 2022 إلى 2028. ^{[ 79 ] [ 80 ]}

في 3 نوفمبر 2021، أعلنت وكالة ناسا أنها اختارت موقع هبوط في منطقة القطب الجنوبي القمري بالقرب من فوهة شاكلتون لمركبة فضائية غير مأهولة، تتضمن تجربة ناسا الأولى لاستخراج الجليد من موارد القطب. وقد أُطلق على الموقع تحديدًا اسم سلسلة شاكلتون الرابطة، والتي تتميز بتعرضها شبه المستمر لأشعة الشمس وخط الرؤية المباشر مع الأرض للتواصل. ^{[ 81 ]}

تهدف مبادرة ضوء القمر التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية إلى إنشاء شبكة صغيرة من أقمار الاتصالات والملاحة تدور حول القمر لدعم عمليات الهبوط في مهمة أرتميس. ^{[ 82 ]} ستُمكّن هذه الأقمار من التواصل مع الأرض حتى في حال عدم وجود خط رؤية مباشر. كما ستوفر إشارات ملاحة مماثلة لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) على الأرض، مما يتطلب دقة عالية في ضبط الوقت. وقد اقترح مخططو مبادرة ضوء القمر إنشاء منطقة زمنية جديدة للقمر لهذا الغرض، وصولاً إلى اعتماد معيار التوقيت القمري المنسق في عام 2024. ^{[ 83 ]} ونظرًا لانخفاض الجاذبية والحركة النسبية، يمر الوقت بشكل أسرع على سطح القمر ، مما يجعل كل فترة 24 ساعة تمر قبل 56 ميكروثانية عند قياسها من الأرض. ^{[ 84 ]}

• فيلم وثائقي تفاعلي على الإنترنت عن القمر – وكالة الفضاء الأوروبية
• الجدول الزمني لمهمة القمر – ناسا