ولما كانت موضوعات الفضاء عموماً وموضوعنا هنا
خصوصاً عن الرحلات المأهولة للمريخ متسعة جداً ومتشعبة الجوانب, سنحاول
قدر الإمكان الاختصار وعدم الإطالة مع الحفاظ على قيمة الموضوع عملاً
بالحكمة ” خير الكلام ما قل ودل”.
لكي يتمكن العلماء من إرسال رحلات
مأهولة إلى كوكب المريخ عليهم التغلب على العديد من العقبات والمصاعب التي
ستطرأ عند التفكير في مثل هذه المغامرة, ويمكن تقسيم العقبات المتوقعة إلى
عنصرين أساسيين:
1. العنصر التكنولوجي: ويتضمن أهم
المصاعب المتعلقة باختيار أنسب مسار للرحلة, وإمكانيات صواريخ الدفع,
والمركبات المأهولة, تكنولوجيا التوجيه والهبوط, وغيرها الكثير.
2. العنصر البشري: ويتضمن التأثير النفسي والعضوي على رواد الفضاء جراء الرحلة الطويلة إلى المريخ والعودة إلى الأرض.
وسنحاول تفصيل كل منهما على حدة فيما يلي:
1. العنصر التكنولوجي:
مسار الرحلة: لما كانت الأرض والمريخ يدوران في
مدارين مختلفين عن الشمس, وبزمن دورة مختلف أيضاً يحدث تغير في المسافة
الفاصلة بين الأرض والمريخ؛ حيث تتغير المسافة بين أدنى اقتراب عند 18.55
مليون كيلومتر وأقصى ابتعاد عند 101.3 مليون كيلومتر, وتتكرر الدورة كل
حوالي 26 شهر تقريباً.
لذلك فإن هذه المسافة المتغيرة تفرض على العلماء
شروطاَ خاصة للاقتراب من المريخ, حيث يمكن اعتبار وجود ما يمكن تسميته ”
نافذة الإطلاق” التي يجب على العلماء الالتزام بالنفاذ منها لقطع أقصر
مسافة بين الأرض والمريخ, اختصاراً لملايين الكيلومترات في مسارات السفن
الفضائية, والذي تعنى في قاموس رحلات الفضاء اختصار شهور من زمن الرحلة,
وما يضيف إلى متاعب اختيار التوقيت المناسب أنك تطلق من منصة إطلاق متحركة
(الأرض) إلى منصة إطلاق متحركة أيضاً (المريخ).
ولكن مهلاً ليس الأمر
بهذه البساطة, إنك مخطئ إن كنت تريد إطلاق مركبة من الأرض في خط مستقيم
مباشرةً إلى المريخ فهذا يعنى الابتعاد عن الشمس مباشرةً وهذا سيحتاج إلى
صاروخ قوى ووقود وفير وهو ما ليس متاحاً أو على الأقل ليست الفكرة
المثالية, ولكن الفكرة المثالية هي إطلاق المركبة في مدار حول الشمس يشبه
مدارات الكواكب يبتعد تدريجياً من الأرض حتى يقطع مدار المريخ, بمعنى أننا
سنقلل قدرة الصاروخ ونوفر الوقود الإضافي اللازمين لرحلة الخط المستقيم
على حساب وقت أطول ومؤن إضافية في رحلة المدار الملتوي, وهى الفكرة
المثالية حتى الآن والمتبعة مع جميع المسابر والمركبات الفضائية المرسلة
للمريخ.
ما ذكر بخصوص شرط الإطلاق أعلاه, ينطبق أيضاً على عملية الرجوع
إلى كوكب الأرض, حيث يلزم الانتظار حتى تتحين نافذة الإطلاق مجدداً ليتمكن
الرواد من العودة إلى الأرض, وهذا يعنى أن المهمة ستستغرق حوالي عامين
ونصف العام تقريباً.
بالإضافة إلى صورة توضيحية لمسار المركبة الفضائية مارينر 7 التي أطلقت عام 1969:
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]صاروخ الدفع: بعكس
المهام الفضائية التي نفذت حتى الآن والتي استخدمت فيها صواريخ دفع
متواضعة القوة (نسبياً), تحتاج الرحلات المأهولة إلى المريخ صواريخ دفع
قوية كفاية لإيصال المركبة الفضائية بما فيها من رواد فضاء وما يلزمهم من
طعام وشراب وأكسجين وبقية المستلزمات الحيوية, بالإضافة إلى المعدات
والأجهزة والمعامل وغيرها, بالإضافة إلى الوقود اللازم للإنطلاق رجوعاً من
المريخ إلى الأرض, وهذا يبدو حملاً ثقيلاً للغاية بالنسبة للصواريخ
الحالية.
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]ولكن مهلاً, لماذا نحمل معنا وقود العودة والماء مادمنا
نستطيع تصنيعهما من المواد الخام المتوفرة على سطح المريخ! هذا تماماً ما
دار في خلد المهندس ” روبرت زوبرن ” المتخصص في علوم الطيران والفضاء,
والمعروف بتأييده للمهمات المأهولة إلى المريخ, حيث توصل إلى صنع نموذج
جهاز لاستخدام الغازات المتوافرة على سطح المريخ لإنتاج غاز الميثان
والماء كناتج ثانوي, ويمكن استخدام الميثان كوقود للعودة إلى الأرض.
فالذي سيحدث حسب خطة ” روبرت زوبرن ” – التي أطلق عليها
” إلى المريخ مباشرة Mars Direct ” – كالتالي؛ إرسال أولاً مركبة فضائية
بدون رواد إلى المريخ تقضى فترة معينة لتصنيع الميثان والماء اللازمين, ثم
إرسال المركبة المأهولة برواد الفضاء على متنها وبذلك نقلل من حمل صواريخ
الدفع بمعنى تكلفة وتعقيد أقل.
بالإضافة إلى ذلك كان لدى ” روبرت زوبرن
” خطط إضافية لتأهيل كوكب المريخ ليصبح صالح للحياة في خلال 100 عام أو
يزيد, ولكن ليس المجال هنا للحديث عنها ولكن ننصح بتفقدها.
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]أحد المقترحات الأخرى كانت من قبل مهندس الصواريخ
الألماني الأصل ” فيرنر فون برون ” الذي انتقل إلى أمريكا عقب هزيمة
ألمانيا في الحرب العالمية الثانية, والذي أصبح فيما بعد الأب الروحي
لبرنامج ” أبوللو ” الذي نجح في إنزال أول رواد فضاء على سطح القمر, حيث
توصل إلى خطة لسيناريو ذهاب الإنسان إلى المريخ في عام 1957.
تقتضى الخطة استبدال الصاروخ الواحد الذي سيحمل كل
المستلزمات إلى عدة صواريخ صغيرة تطلق تباعاً لتستقر في مدار حول كوكب
الأرض حيث سيتم تجميع المركبة النهائية في هذا المدار, لتنطلق بعد إتمام
تجميعها في طريقها إلى المريخ, وبعد إتمام المهمة تعود كما كانت إلى
مدارها حول الأرض, بينما تنفصل مركبة الهبوط برواد الفضاء إلى الأرض,
ويجدر بالذكر أن ناسا أعادت التفكير في هذه الخطة في الوقت الحالي على
اعتبار ماسبق ذكره كان يتعلق بسيناريو الرحلة, أما عن الوقود
المستخدم لتغذية صواريخ الدفع فهناك ثلاثة احتمالات؛ الاحتمال الأول
استخدام الوقود الكيميائي التقليدي المستخدم في الصواريخ العاملة حالياً
والذي يتكون من مادة كيميائية حاوية للطاقة مثل الهيدروجين السائل أو نوع
من الكيروسين أو مادة تدعى الهيدرازين (أو أنواع أخرى) مع عامل مؤكسد وهو
الأكسجين السائل.
أما الاحتمال الثانى فهو استخدام المحرك
النووي الحراري “ Nuclear Thermal Reactor ” ,وهو عبارة عن مفاعل نووي
مصغر يستخدم لتسخين الهيدروجين المسال ليتمدد ويتحول إلى غاز هيدروجين
ساخن جداً ينطلق بسرعة كبيرة بحيث ينتج دفع كافي للصاروخ وحمولته, وهو
أفضل وأكثر فاعلية من المحرك الكيميائي.
أما عن
الاحتمال الثالث فيتلخص في استخدام شعاع ليزر عالي الطاقة لتوليد حزمة من
البلازما (الحالة الرابعة للمادة, عندما تكون في صورة متأينة) من مركبة
(لا داعي لأن تكون مأهولة) في مدار حول الأرض, وتستقبل الشعاع مركبة رواد
الفضاء التي تكتسب الطاقة وتنطلق إلى المريخ بسرعة كبيرة قد تصل إلى 30 كم
في الثانية, وبذلك فقد وفرت هذه الطريقة وزن الوقود المستخدم في المحركين
السابقين (الكيميائي والنووي), ولكن نتيجة لهذه السرعة الكبيرة للمركبة لن
تستطيع كبح انطلاقها عند وصولها للمريخ ويتطلب إيقافها دقة كبيرة, لذلك
يتوجب وجود مركبة أخرى غير مأهولة في مدار حول المريخ تطلق شعاع بلازما
عليها بصورة معاكسة لتقليل سرعتها إلى السرعة المناسبة للهبوط على المريخ.
ولكن هذه التكنولوجيا مازالت قيد التطوير, وإن كانت تبدو واعدة ومبشرة بنتائج جيدة في المستقبل.
بالإضافة
إلى صاروخ الدفع, يندرج تحت العنصر التكنولوجي العديد من المكونات الأخرى
مثل أجهزة الإرسال والاستقبال, والمعامل المصغرة وأجهزة التحليل التي
ستستخدم على المريخ وغيرها, وإن كان صاروخ الدفع هو أهم مكونات العنصر
التكنولوجي.
الآن وقد تناولنا أهم مكونات العنصر التكنولوجي ننتقل إلى العقبة الأخرى , ألا وهي العنصر البشرى.
2. العنصر البشري:
سنتناول هنا أهم العقبات التي تفرضها قدرات الإنسان
المحدودة على تحمل الظروف الخارجية القاسية في الفضاء الخارجي, ويندرج تحت
العنصر البشرى قسمين أساسيين:
الأعراض الصحية (العضوية): للفضاء طبيعة
خاصة, إذ تنعدم فيه الجاذبية, وتشيع في طبقات منه إشعاعات بعضها مميت. كما
أن الحرارة في هذه الطبقات منخفضة, والمكونات الغازية شبه منعدمة. لذلك
فإن وجود الرواد فيه أمر له محاذيره, وشروطه لضمان سلامتهم. وهناك مؤثرات
وأعراض صحية ملازمة للوجود في الفضاء, ومن أهمها:
1. دوار الفضاء: مثلنا يتعرض ركاب البواخر والسفن
البحرية لدوار البحر؛ يتعرض رواد الفضاء لدوار الفضاء الناتج عن فقدان
التوازن المصاحب لانعدام الجاذبية, غير أنه يزول بعض بضعة أيام. وقد عمد
بعض العلماء لمعالجته بالعقاقير الطبية والأدوية, ولكن يعتقد البعض الآخر
بالآثار الجانبية للعقاقير لذلك يلجأ لمبدأ ” التعويد المسبق ” بمعنى
تعريض رائد الفضاء للظروف المماثلة ليتعود على الإحساس المصاحب لها, غير
أن دوار الفضاء أصبح غير ذي أهمية الآن مع تطور برامج التدريب وطرقه.
ومن الجدير بالذكر أن بعض العلماء يبحثون طرق توليد ” جاذبية صناعية ” !
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة](صورة توضح التدريب على انعدام الجاذبية باستخدام طائرة مخصصة للسقوط الحر.)
2.اضطراب الدورة الدموية: لوحظ في بدء رحلة الفضاء, أن
القلب يعمل على خفض عدد نبضاته. كما يحدث تقلص في حجم البطينين في عضلة
القلب, مما يؤثر في القصبة الهوائية في الرئة وشعيباتها فتنقبض هي الأخرى,
كما يؤثر على الجهاز الهضمي فتتقلص الأمعاء, وعلى المثانة فتنكمش.
كما
أن اندفاع الدم إلى الرأس, يؤدى إلى عملية أخرى وهى ضعف إفراز الهرمونات
التي تنظم عمل الأجهزة الداخلية مثل الكليتين, حيث لوحظ ميل رواد الفضاء
إلى التبول على فترات متقاربة في بداية الرحلة, غير أن هذه الظواهر لا
تستمر فترة كبيرة حيث تختفي بعد فترة في المتوسط أربعة أو خمسة أيام.
ولمعالجة
” هروب الدم ” من نصف الجسم السفلى, أثناء الرحلة الفضائية, وضعت دراجة
ثابتة في معمل السماء الأمريكي ” سكاى لاب Sky Lab ” عام 1973 بحيث يتدرب
عليها الرواد كلما شعروا بأعراض انسحاب الدم التي أشرنا إليها.
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة](صورة الدراجة الثابتة التي استخدمت في سكاى لاب.)
3. هشاشة العظام: تؤدى حالة انعدام الوزن في الفضاء إلى
ضعف ترسب عنصر الكالسيوم في الجسم بالقدر الطبيعي, مما يؤدى إلى مسامية
العظام أو ” هشاشة العظام “, وقد فسر العلماء هذه الظاهرة بسبب قلة
استخدام العضلات والمفاصل والعظام, لقلة حركة الرواد داخل سفن الفضاء.
4. استطالة العمود الفقري: حيث يحدث هذا على الأرض
أيضاً أثناء النوم حيث يقل الضغط على العمود الفقري بعكس النهار والحركة
المستمرة, حيث لوحظ زيادة طول بعض رواد الفضاء السوفييت إلى ما يقرب 1.25
سم, غير أنه سرعان ما يعود الرواد إلى أطوالهم الطبيعية بعد عدة أيام من
رجوعهم.
5. اضطراب الإيقاع البيولوجي: حيث يرى رائد الفضاء
الليل والنهار متعاقبين على كوكب الأرض – في حالة المدارات الأرضية – في
إيقاع مستمر وسريع, أو استمرار النهار أو الليل فترات كبيرة متواصلة – في
حالة رحلة المريخ, مما يؤدى إلى عدم اتزان الأداء العقلي للرواد, حيث يحدث
اضطراب للساعة البيولوجية للجسم (التي تنبأ الجسم بميعاد النوم والاستيقاظ
المعتاد), ولمعالجة ذلك عمد العلماء إلى تنظيم ميعاد النوم والاستيقاظ
للرواد من المتابعة الأرضية.
6. الهلوسة: حيث أنه من الحقائق العلمية أن السوائل
تتأثر بجاذبية الأجسام الفضائية (مثل المد والجزر مع القمر), وبما أن المخ
عائم في السوائل فإنه يتأثر بتغير مجال الجاذبية, وينتج عن ذلك تغير في
مزاج الرواد ” Mood ” نتيجة لمثل هذا التغير فتزيد حدة الطباع وأحياناً
تصبح عدوانية.
7. التعرض للأشعة الكونية: حيث أن الأرض يحيطها غلاف
جوى ومجال مغناطيسي يؤدون مهمة الحماية من الأشعة الكونية مثل الأشعة فوق
البنفسجية من الشمس والعديد من الجسيمات المشحونة من الفضاء الخارجي؛
ولتأكيد هذه الحماية خارج الغلاف الجوى للأرض يجب حماية جدارن المركبات
الفضائية وتزويد البدلات الفضائية بدروع واقية من الأشعة, ومن الجدير
بالذكر أن هذه الأشعة كان لها تأثير على رواد الفضاء في رحلات أبوللو إلى
القمر, غير أن هذه الرحلات كانت تستغرق فترات قصيرة تقدر بأيام قلائل
فيمكن احتمال التأثير, بينما يختلف الوضع بالنسبة لرحلات المريخ حيث يقدر
لها شهور عديدة سابحاً في الفضاء قبل الوصول للمريخ لذلك يجب أخذها في
الاعتبار بجدية.
الأعراض النفسية: وتحدث نتيجة لتعرض الرواد لظروف
نفسية غير المتعود عليها من قبل الإنسان, حيث يغادر الكوكب الأم للمرة
الأولى (لمعظم الرواد), كما أنه يحس بالعزلة والوحدة نتيجة لمصاحبته لنفس
الأشخاص لمدة طويلة من الزمن, كذلك الخوف المستمر من الموت نتيجة حدوث خلل
ما غير مخطط له, كذلك انعدام الاتصالات اللحظية مع الأرض؛ حيث نتيجة لبعد
المركبة الكبير عن الأرض تستغرق الإشارات اللاسلكية فترة كبيرة تقدر
بالدقائق (قد تصل إلى 30 دقيقة مثلاً) وغيرها.
وبعد ذكر الأعراض الصحية
والنفسية التي يتعرض لها الرواد؛ وجب ذكر بعض الأمثلة لرواد فضاء ذهبوا في
رحلات لمدد طويلة ولم يتعرضوا لمتاعب صحية أو نفسية غير القليل, حتى لا
يظن القارئ باستحالة تحمل الإنسان لمثل هذه الظروف.
رواد رحلة أبوللو
11 (أول رحلة مأهولة إلى القمر) الثلاثة وهم: “مايك كولينز ” و ” إدوين
ألدرين ” و ” نيل أرمسترونج ” مازالوا أحياء حتى الآن (أعمارهم تفوق
الثمانين عاماً) بدون مشاكل صحية تذكر ناتجة عن رحلتهم في الفضاء.
قضى
رائد الفضاء الروسي ” فاليرى بولياكوف ” حوالي 438 يوماً متواصلة على متن
محطة الفضاء الروسية ” مير Mir ” ولم يعانِ من مشاكل صحية تذكر.
ونتيجة
لما سبق فإنه ثبت أن الإنسان آلة (من صنع الخالق سبحانه وتعالى) قادرة على
التكيف مع معظم الظروف المغايرة إذا سبقها إعداد وتدريب مكثف ومخطط جيداً.
ومن
الجدير بالذكر أن العمل جارى بالفعل على خطط الذهاب إلى المريخ والسباق
محموم بين قوى الفضاء العظمى وعلى رأسها الولايات المتحدة وروسيا, ومعظم
الخطط تتحدث عن الفترة ما بين 2025 و 2030, نتمنى أن يحدث تغيير جذري في
عالمنا العربي علنا نساهم في هذا السبق العلمي, أو من يعلم ربما نكون نحن
السابقين !
السبت 17 مارس - 19:23