ما هو المسبار الفضائي

فوياجر، هابل، ومارينر، جميعها مسابير فضائية انطلقت تكتشف الكواكب وتسبر أعماق الفضاء، لا بد أن تكون قد سمعت بأحدها من قبل، فما هو المسبار الفضائي وفيمَ يُستخدم؟ سنتعرف على ذلك في هذا المقال.

مسبار الفضاء؛ هو مركبةٌ غير مأهولةٍ يتم إرسالها إلى الفضاء لإجراء البحوث والحصول على صورٍ ومعلوماتٍ عن الكواكب والأقمار والمذنبات والكويكبات في نظامنا الشمسيّ. تحمل مسابير الفضاء كاميراتٍ وأدواتٍ خاصّةً إلى عمق النظام الشمسي، وتدرس الكواكب والأقمار بالتحليق فوقها أو بالهبوط على سطحها لدراستها عن كثبٍ.

يُسل المسبار الفضائي المعلومات والصور إلى الأرض باستخدام شبكة الفضاء العميق (Deep Space Network DSN)، وهي مجموعةٌ من الهوائيات الراديوية الكبيرة المنتشرة على سطح الأرض، كما يُرسل تفاصيل حول مكان المركبة الفضائية وكيفية عملها، وتستخدم ناسا أيضًا شبكة DSN لإرسال التعليمات إلى المركبة الفضائية.

توجد مراكز لـ DSN بالقرب من كانبرا في أستراليا، وفي مدريد بإسبانيا، وفي جولدستون في كاليفورنيا، ونلاحظ أن هذه المواقع متباعدة وبذلك لن نفقد الاتصال بأي مسبارٍ فضائيٍّ عند دوران الأرض.

يُمكن تقسيم رحلة المسبار الفضائي إلى عدة مراحلٍ:

يجب أن ينطلق المسبار في هذه المرحلة بسرعةٍ كافيةٍ للتغلب على جاذبية الأرض، وتختلف سرعة انطلاقه باختلاف نوعه.

يستمر المسبار الفضائي في التحرك تحت تأثير الزخم (الدفع) الأولي، وتأثيرات جاذبية للشمس، والأجسام ذات الكتلة الكبيرة الموجدة بالقرب من مسار رحلته.

يهبط المسبار على هدفه المقصود تحت تأثير جاذبية الهدف، وإن دراسة مسار المسبار من الأرض إلى نقطة الوجهة مهمةٌ معقدةٌ، فيجب أن نأخذ في الاعتبار العديد من العوامل، مثل زيادة الحمولة إلى الحد الأقصى، وتقليل التكلفة في نفس الوقت، وتقصير مدة المهمة، وتجنب مخاطر التعرض للتوهجات الشمسية أو أسراب النيازك، والبقاء في نطاق نظام الاتصالات وتجنب تأثير الأجسام الكبيرة.

يمكن استخدام حقول الجاذبية القوية للكواكب لزيادة سرعة المسبار الفضائي وتغيير اتجاهه دون تشغيل المحركات واستخدام الوقود؛ فمثلًا يمكن لجاذبية كوكب المشتري الهائلة أن تُسرّع مسبارًا بشكلٍ كافٍ للخروج من النظام الشمسي، تم استخدام الجاذبية المساعدة بنجاحٍ في البعثات الأمريكية إلى عطارد عبر كوكب الزهرة، وفي رحلة مركبة جاليليو إلى كوكب المشتري.

أُطلقت المسابير الفضائية في البداية إلى القمر، فأطلق السوفييت سلسلة مسابير لونا التي التقطت الصور الأولى للجانب البعيد من القمر، في عام 1966 نجح لونا 9 بأول هبوطٍ ناجحٍ على سطح القمر وأرسل لقطاتٍ تلفزيونيةً من سطح القمر.

وبعد 9 أشهر نجحت ناسا (الوكالة الوطنية للملاحة الجوية والفضاء National Aeronautics and Space Administration) بالهبوط على سطح القمر وأرسلَ المسبار الفضائي المتطور لديها أكثر من 11000 صورة إلى الأرض.

أطلقت ناسا مجموعةً من المسابير للكواكب واسمتها مارينر، في عام 1962 وصل مارينر 2 إلى الزُهرة، ولاحقًا بين عامي 1964 و1969 حلّقت مركبة الفضاء مارينر بالقرب من المريخ وقدمت صورًا مفصّلة لهذا الكوكب، وفي عام 1971 أصبح المسبار الفضائي مارينر 9 أول مركبة فضائية تدور حول المريخ، وخلال سنة دورانه حول المريخ أرسل مارينر 9 لقطات لعاصفةٍ ترابيةٍ كثيفةٍ من المريخ بالإضافة إلى صورٍ لـ 90% من سطح الكوكب وأقمار المريخ.

في عام 1971 أرسل الاتحاد السوفيتي مسابير للمريخ هي مارس 2 ومارس 3 التي حملت مركبات هبوط حطّت بنجاحٍ على سطح الكوكب، ولكن فُقد الاتصال اللاسلكي بهما بعد حوالي 20 ثانية من الهبوط.

قامت مسابير فوياجر باكتشافاتٍ مهمةٍ حول كوكب المشتري وزحل، مثل حلقاتٍ حول كوكب المشتري ووجود نشاط بركاني على سطح كوكب المشتري.

وتابع فوياجر رحلته ليحقق أول تحليق فوق أورانوس، واكتشف 10 أقمار جديدة، ووجد أن نبتون يزن في الواقع أقل مما يعتقد علماء الفلك.

يمتلك مسبارا فوياجر طاقةً كافيةً لنقل الإشارات اللاسلكية حتى عام 2025، ويستكشفان حاليًا حافة النظام الشمسي وبداية الفضاء بين النجوم، وبذلك يُعد المسبار الفضائي فوياجر 2 أبعد جسمٍ صنعه الإنسان عن الأرض، فهو يبعد أكثر من مئة ضعف المسافة بين الأرض والشمس وأكثر من ضعف المسافة بين الأرض وبلوتو.

هو أول مركبة فضائية تحط على الكوكب الأحمر، ومهمة المسبار الفضائي فايكينغ 1 هي المهمة الأطول تشغيلًا على سطح المريخ حيث يبلغ إجمالي مدتها 6 سنوات و 116 يومًا، وأرسل مسبار فايكنغ أول صور ملونة من سطح المريخ تُبين لنا كيف تبدو هذه النقطة الحمراء الغامضة.