ستقوم مهمة Dragonfly التابعة لناسا بإرسال طائرة بدون طيار تعمل بالطاقة النووية إلى تيتان

في عام 2034، سيحلق علماء ناسا حول تيتان.

عن بعد، بالطبع، يبعد تيتان، أكبر أقمار زحل، أكثر من مليار كيلومتر عن الأرض، وهي رحلة لا يستطيع أي إنسان القيام بها حتى الآن. كما أنها باردة القاتلة، كونها بعيدة عن الشمس. لكن وكلاءنا الآليين يمكنهم تحمل البرد والقيام بالرحلة، وكما حدث، أصبحنا نحن البشر جيدين جدًا في صنع هذه الآلات.

ومع ذلك، حتى بالمقارنة مع المهام المذهلة التي أطلقناها بالفعل لاستكشاف عوالم أخرى، فإن Dragonfly طموحة للغاية. إنها ليست مركبة هبوط أو مركبة جوالة؛ انها أ هليكوبتر، أو بشكل أكثر دقة طائرة أوكتوكوبتر، مع أربعة أزواج من الشفرات الدوارة لتأخذها عالياً وتبحر في هواء القمر العملاق المتجمد. سيتم تشغيلها وتدفئتها بواسطة بطارية نووية، وسوف تستكشف تيتان في مهمة رمزية مدتها ثلاث سنوات، وتفحص سطحه وغلافه الجوي الباردين، كما ستبحث عن علامات على وجود حياة خارج كوكب الأرض – أو على الأقل سلائفها.

حول دعم الصحافة العلمية

إذا كنت تستمتع بهذا المقال، ففكر في دعم صحافتنا الحائزة على جوائز من خلال الاشتراك. من خلال شراء اشتراك، فإنك تساعد على ضمان مستقبل القصص المؤثرة حول الاكتشافات والأفكار التي تشكل عالمنا اليوم.

قد تكون كلمة “طموح” صغيرة جدًا بالنسبة لـDragonfly.

تيتان عالم يستحق اهتمامنا. يبلغ عرضه حوالي 5150 كيلومترًا، وهو ثاني أكبر قمر في النظام الشمسي (جانيميد التابع للمشتري أكبر قليلاً)، وهو أكبر من عطارد. بدون زحل، قد نميل إلى تسمية تيتان بأنه كوكب قائم بذاته. إنه القمر الوحيد المعروف أن له غلاف جوي كثيف، مع ضغط سطحي يبلغ حوالي 1.5 مرة من ضغط الأرض. وكما هو الحال مع الغلاف الجوي للأرض، يتكون هواء تيتان في الغالب من النيتروجين، وإن كان يحتوي على كميات صغيرة ومكتشفة بشكل واضح من الميثان والهيدروجين. البرد الشديد للقمر هو ما يجعله غريبًا حقًا: تبلغ درجة حرارة سطح تيتان حوالي -180 درجة مئوية، لذا فهو كوكب غريب. قليل أكثر برودة من المنزل. في الواقع، الجو بارد جدًا، لدرجة أن الماء هناك يشبه الصخور هنا على الأرض، وقاسيًا مثل الجرانيت.

ومع ذلك، وبشكل لا يصدق، هناك سائل على سطح تيتان! لكن ليس الماء، إذ اكتشفت المركبة الفضائية كاسيني التابعة لناسا بحيرات من الميثان السائل والإيثان، بعضها أكبر من بحيرة سوبيريور، بالقرب من قطبي تيتان. لدى تيتان دورة غاز الميثان: يتبخر الميثان السائل من البحيرات، ويتصاعد إلى المرتفعات المحيطة ثم يترسب على شكل ثلج أو أمطار، والتي تذوب بعد ذلك وتتدفق عائدة إلى البحيرات في الأنهار. وهذا يشبه إلى حد كبير دورة المياه هنا على الأرض والتي تعتبر بالغة الأهمية للحياة على كوكبنا الدافئ.

الميثان والإيثان عبارة عن جزيئات ذات أساس كربوني، مما يثير سؤالًا كبيرًا: هل يمكن أن توجد حياة على تيتان؟ ليس هذا فحسب، بل هناك أيضًا بعض الأدلة على وجود مياه سائلة عميقة تحت سطحه، على غرار العديد من الأقمار الخارجية الأخرى. ربما تكون مجرد جيوب معزولة من الماء وسط قشرة ضخمة من الطين والجليد، لكن احتمال وجود الحياة هناك لا يزال احتمالًا يستحق المزيد من البحث.

يبدو الأمر كما لو أن تيتان يدعونا للتحقيق في الأمر.

إنه هدف مغري لعلماء الكواكب. ولكن، مثل معظم المساعي التي تستحق المتابعة، فهي أيضًا وجهة صعبة.

لقد ذهبنا إلى هناك من قبل، رغم ذلك، يمكن القيام بذلك. هبط مسبار كاسيني المذهل هويغنز، الذي بنته وكالة الفضاء الأوروبية، على تيتان في عام 2005، لكنه كان صغيرًا إلى حد ما، وكانت قدرته وعمره محدودين. إن تكرار Huygens على نطاق أوسع سيكون أفضل ولكنه لا يزال غير مثالي: كما هو الحال على الأرض، تتغير الظروف على تيتان بسرعة عبر المسافة، وسيكون من العار (ومضيعة لجهد كبير) مجرد الهبوط في مكان واحد والأمل في الأفضل. قد تكون العربة الجوالة أفضل، لكن “الحقيقة الأرضية” بالنسبة لتضاريس تيتان ضبابية في أحسن الأحوال، وأي عدد من المزالق المعقولة يمكن أن يوقع بسهولة في فخ أي مركبة تحاول التجول على السطح.

وهذا يترك خيارًا واحدًا فقط: الطيران، وهو ما قد يبدو سخيفًا في البداية. الطيران على قمر فضائي يبعد أكثر من مليار كيلومتر؟

ولكن من المنطقي! الغلاف الجوي هناك في الواقع أكثر سمكًا من الغلاف الجوي للأرض، مما يوفر قوة رفع أكبر، والجاذبية على تيتان تبلغ حوالي 14% فقط من جاذبية كوكبنا، مما يجعل من الأسهل النزول من الأرض. فلماذا لا؟

لقد أخذ الفريق الرائع وراء Dragonfly كل هذا في الاعتبار. الطائرة بدون طيار ليست صغيرة. يبلغ طول جسمها الرئيسي حوالي أربعة أمتار وعرضه مترًا واحدًا، وهو أنحف من سيارة سيدان عائلية ولكن بطوله تقريبًا. تبلغ كتلته 875 كيلوجرامًا، أي أنه يزن ما يقرب من طن على الأرض ولكنه أقل بكثير على تيتان. إنها مجهزة بأربعة دوارات بعرض 1.35 مترًا، واحدة في كل زاوية، ولكل منها شفرتان متقابلتان عموديًا لزيادة الرفع وتقليل عزم الدوران.

تحتوي على أدوات علمية متعددة على متنها، بما في ذلك جهاز رسم الخرائط المعدنية، ومقياس الطيف الكتلي للحصول على تحليل مفصل للكيمياء على السطح (مع مثقاب للحصول على عينات)، وجهاز الأرصاد الجوية، وبالطبع الكاميرا. سيتم تشغيل كل هذا بواسطة مولد كهربائي حراري متعدد المهام للنظائر المشعة (MMRTG) يحول حرارة البلوتونيوم المتحلل إلى كهرباء. يُستخدم هذا بشكل شائع في مهام الفضاء السحيق. فهو يعمل على تشغيل المركبتين الجوالتين كيوريوسيتي ومثابرة، على سبيل المثال.

الوصول إلى هناك هو نصف التحدي فقط. من المقرر أن يتم الإطلاق في يوليو 2028، وسوف تبحر Dragonfly لمدة ست سنوات، لتبحر في المساحة الشاسعة الفارغة بين عالمينا. وبمجرد وصولنا إلى تيتان، تبدأ الدراما الحقيقية. إن دخول Dragonfly إلى الغلاف الجوي ونزوله يشبه “سبع دقائق من الرعب” التي عاشتها مركبات المريخ. سوف تخترق الغلاف الجوي المحمي بواسطة درع حراري، والذي يتم إخراجه بعد إبطاء المركبة الفضائية بدرجة كافية حتى تتمكن المظلات من تولي المهمة. عندما لا يزال على ارتفاع يزيد قليلاً عن كيلومتر واحد فوق سطح تيتان، ستتولى الطائرة المروحية نفسها المسؤولية، وتقوم بهبوط آلي على السطح. وسوف تختار موقعها بشكل مستقل باستخدام الرادار والليدار.

المنطقة المستهدفة، والتي تسمى شانغريلا، هي منطقة من الكثبان الرملية بالقرب من خط الاستواء في نصف الكرة الجنوبي لتيتان. ومع ذلك، فإن الكثبان الرملية في شانغريلا ليست عبارة عن سيليكات كما هو الحال على الأرض، ولكنها على الأرجح عبارة عن حبيبات من الهيدروكربونات المجمدة. يتم بعد ذلك التخطيط لسلسلة من الرحلات الجوية، بما في ذلك إلى حفرة اصطدام كبيرة قريبة تسمى سيلك، والتي من شأنها أن تسمح للمركبة بأخذ عينات من المواد التي تم استخراجها من تحت السطح بسبب الاصطدام القديم، مما يمنح العلماء رؤى أعمق حول الأصل المثير للجدل والبنية الداخلية للقمر.

لن يكون Dragonfly بالقرب من بحيرات الميثان الضخمة، لسوء الحظ، ولكن لا يزال هناك الكثير مما يمكن رؤيته في هذا العالم المتجمد. ومع وجود الكثير من الكيمياء القائمة على الكربون، فمن الممكن أن يكون تيتان قد طبخ على الأقل سلائف الحياة. إذا تمكن نوع ما من علم الأحياء من السيطرة على الأرض، فسيكون مختلفًا تمامًا عن الأرض. ولكن حتى لو ثبت أن القمر لا حياة فيه، فسنصبح أكثر ثقة بأن هناك ما هو أكثر في الحياة من مجرد الكيمياء العضوية المبردة.

كعالم، كل هذه الاحتمالات تثيرني وستأتي في الوقت المناسب، لكن كإنسان، التصوير الفوري الذي سنحصل عليه من Dragonfly هو أكثر ما أتطلع إليه. تيتان هو عالم واسع ومتنوع وغريب، وأريد أن أرى ذلك بنفسي، حتى لو كان ذلك من خلال عيون مختبر علمي طائر يعمل بالطاقة النووية، وثماني شفرات، ويزن طنًا واحدًا، ويرسل تلك المعلومات لمسافة مليار كيلومتر عبر النظام الشمسي.