بعد ثماني سنوات، تقترب مهمة بيبيكولومبو الأوروبية من عطارد استعدادا للدخول في المدار

وصول طال انتظاره

تدخل بيبيكولومبو، المهمة الروبوتية التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية والمخصصة لعطارد وبكلفة تقارب ملياري دولار، أخيرا المرحلة الأخيرة من رحلة بدأت في عام 2018. وبعد ثماني سنوات من الدفع المستمر وسلسلة محكمة من التحليقات القريبة عبر الكواكب، أصبحت المركبة على بعد أشهر قليلة فقط من اللحظة التي عمل مخططو المهمة من أجلها منذ البداية: أن تُحتجز في مدار حول أقرب كواكب النظام الشمسي إلى الشمس.

هذا الأسبوع، حققت المهمة إنجازا مهما عندما تخلصت من الجزء الكبير الذي كان يحمل محركاتها الأيونية. هذا العتاد، المعروف باسم Mercury Transfer Module، كان يدفع المركبة خلال معظم رحلتها الطويلة. ومع اختفاء هذه الوحدة الآن، أصبح الهيكل العلمي المتبقي جاهزا لمناورة الالتقاط الجذبي النهائية في وقت لاحق من هذا العام.

لماذا يصعب الوصول إلى عطارد

بالنسبة لعلماء الكواكب، يمثل عطارد تحديا فريدا ومخالفا للحدس إلى حد ما. فعلى الرغم من أنه أقرب كوكب إلى الشمس، لا يمكن لمركبة أُطلقت من الأرض أن تسقط إلى الداخل ببساطة وتتوقع الوصول. يتطلب بلوغ عطارد التخلص من قدر هائل من الطاقة المدارية. في الواقع، احتاجت المهمة إلى طاقة، أو delta-v، أكبر من تلك اللازمة لعبور بلوتو، ولهذا تمكنت New Horizons التابعة لناسا من الوصول إلى الكوكب القزم البعيد في أقل من عقد، بينما احتاجت بيبيكولومبو إلى مسار أكثر تعقيدا.

ولإبطاء نفسها بما يكفي للدخول في مسار مستقر حول عطارد، اعتمدت بيبيكولومبو على تسع مساعدات جاذبية غير مسبوقة. استخدمت هذه التحليقات المخطط لها بعناية جاذبية الأرض والزهرة وعطارد نفسه لثني مسار المركبة وطرح الطاقة الزائدة. كل لقاء كان يدفع المسبار أقرب إلى الشمس ويصطف به للمرحلة التالية من مساره الحلزوني.

أُطلقت المهمة أيضا بأقوى نظام دفع كهربائي استُخدم حتى الآن في الفضاء السحيق. عملت أربعة محركات أيونية شبكية بشكل شبه متواصل خلال الرحلة، مقدمة دفعا لطيفا لكنه لا يلين أعاد تشكيل مدار المركبة بمرور الوقت. وبين التحليقات الكوكبية، سمح هذا النظام البلازمي منخفض الدفع للمشغلين بضبط المسار بكفاءة أكبر مما كانت ستسمح به الصواريخ الكيميائية.

مركبة فضائية واحدة في ثلاث وحدات

بيبيكولومبو غير مألوفة لأنها بُنيت على هيئة رزمة من ثلاث مركبات فضائية منفصلة. الجزء الأكبر، Mercury Transfer Module، تولى الدفع والطاقة خلال الرحلة. وخلفه كانت هناك مركبتا مداران علميتان صُممتا لدراسة عطارد من منظورين متكاملين بعد الوصول إلى المدار. وتعكس المهمة شراكة دولية: فقد قادت ESA المشروع، مع مساهمات مهمة من اليابان والولايات المتحدة.

إن بنية المدارين المزدوجين أساسية للأهداف العلمية، التي تركز على فهم أصل عطارد وتركيبه غير المعتاد. ويريد العلماء معرفة كيف تشكل الكوكب على هذا القرب من الشمس وكيف تطور إلى العالم الحار والكثيف والغني بالحديد الذي نراه اليوم. وكما قال أحد علماء المهمة، فإن النظر إلى عطارد يعني التعلم عن نشأة كوكب وكيف أصبح على ما هو عليه.

ظل عطارد واحدا من أقل الكواكب استكشافا لفترة طويلة. فقربه من الشمس يجعل الرصد من الأرض صعبا، كما أن البيئة الشديدة الحرارة والإشعاع حول الكوكب تشكل تحديا لأي مركبة تقترب كثيرا. ومن خلال وضع مدارين في مسارين متكاملين، تهدف بيبيكولومبو إلى تجميع صورة أشمل لسطح عطارد وباطنه وبيئته المغناطيسية.

التخلص من وحدة الدفع

كان انفصال Mercury Transfer Module يوم الخميس خطوة درامية نحو هذا الهدف. فقد أدت الوحدة مهمتها، وكانت ستشكل عبئا خلال الاقتراب النهائي. حملها إلى المدار كان سيضيف كتلة، ويعقد المناورات، وربما يتداخل مع الأدوات العلمية الحساسة. ومع ذهاب وحدة الدفع، أصبحت بيبيكولومبو تتكون الآن فقط من العناصر اللازمة للمهمة العلمية.

كما مثّل الانفصال انتقالا رمزيا. فعلى مدى ثماني سنوات، سافرت المركبة كوحدة كاملة ذاتية الدفع. أما الآن فلم تعد مركبة عبور، بل أصبحت زوجا من المسابر العلمية الكوكبية التي تحمل أنظمة دفع أصغر خاصة بها لإجراء التعديلات المدارية النهائية.

ما الذي سيحدث بعد ذلك

سيأتي الحدث الكبير التالي في نوفمبر، عندما تلتقي بيبيكولومبو بعطارد للمرة الأخيرة على الأرجح. عندها ستكون سرعة المركبة مناسبة تماما لتمكن جاذبية عطارد من التقاطها في المدار. ستكون هذه مناورة عالية المخاطر تُنفذ تلقائيا بواسطة الأنظمة الموجودة على متن المركبة، لأن المسافة إلى الأرض تجعل الأوامر الفورية غير عملية.

وبمجرد دخولها المدار بأمان، ستبدأ بيبيكولومبو تحقيقها العلمي الرئيسي. ستقوم أجهزتها برسم خريطة لسطح الكوكب، وقياس مجاله المغناطيسي، واستكشاف بنيته الداخلية، ودراسة غلافه الخارجي الرقيق. ومن المتوقع أن تساعد البيانات في الإجابة عن أسئلة أساسية حول تشكل وتطور الكواكب الصخرية، سواء في نظامنا الشمسي أو حول نجوم أخرى.

بالنسبة للمهندسين والعلماء المشاركين، كانت هذه اللحظة منتظرة منذ زمن طويل. فالمهمات بين الكوكبية تتطلب الصبر؛ احتاجت New Horizons إلى نحو عشر سنوات للوصول إلى بلوتو، وكان مسار بيبيكولومبو أقل مباشرة من ذلك. لكن العائد، كما يراه مخططو المهمة، يستحق الانتظار.

يُظهر الاقتراب النهائي لبيبيكولومبو مدى التعقيد الذي وصلت إليه استكشافات الكواكب الحديثة. فقد جمعت المهمة بين الدفع الشمسي الكهربائي، والمساعدات الجاذبية المتكررة، وفريق متعدد الجنسيات من المصممين والمشغلين والعلماء للوصول إلى عالم ما يزال من الصعب للغاية زيارته. وعندما تنزلق المركبة أخيرا إلى المدار، ستصبح المهمة الثانية فقط في التاريخ التي تنجح في ذلك، بعد مسبار MESSENGER التابع لناسا.

ومع بقاء الجزء الأصعب من الرحلة خلفها الآن، تبدو بيبيكولومبو مهيأة لتقديم أوسع رؤية حتى الآن لأكثر كواكب النظام الشمسي غموضا.

هذه المقالة مبنية على تغطية Ars Technica. اقرأ المقال الأصلي.