متى نرسل رواد فضاء إلى المريخ؟

تم صنع التاريخ في 20 يوليو 1969 ، عندما أبولو 11 قدم رائدا الفضاء نيل ارمسترونج وباز ألدرين قدما على سطح القمر. كانت اللحظة تتويجا لعقود من العمل الشاق والبحث والتطوير والتضحية. ومنذ ذلك الوقت ، كان البشر ينتظرون ويتساءلون متى يمكننا تحقيق المعلم الفلكي العظيم التالي.

إذاً ، حقًا ، متى سنرى رجلًا أو امرأة تطأ قدمها على سطح المريخ؟ لقد تم الحديث عن الاحتمال لعقود ، عندما كانت ناسا والسوفيت لا يزالون يخططون للتقدم على سطح القمر. إنها الخطوة المنطقية التالية ، بعد كل شيء. وفي الوقت الحاضر ، هناك العديد من الخطط قيد التطوير والتي يمكن أن تؤتي ثمارها في غضون عقود قليلة فقط.

المقترحات الأصلية:

كان فيرنر فون براون ، عالِم الصواريخ النازية السابق الشهير - والرجل الذي ساعد في قيادة مشروع ميركوري ميركوري التابع لناسا - أول من طور مفهومًا لبعثة طاقم إلى المريخ. بعنوان مشروع المريخ (1952) ، دعا اقتراحه إلى عشرة مركبات فضائية (7 ركاب ، 3 بضائع) من شأنها أن تنقل طاقمًا من 70 رائد فضاء إلى المريخ.

استند اقتراحه جزئيًا إلى الحملة القطبية الجنوبية الكبيرة المعروفة باسم عملية Highjump (1946-1947) ، وهو برنامج للبحرية الأمريكية تم تنفيذه قبل بضع سنوات من بدء كتابة أطروحته. دعت الخطة إلى بناء المركبة الفضائية بين الكواكب حول الأرض باستخدام سلسلة من المكوكات الفضائية القابلة لإعادة الاستخدام.

كان يعتقد أيضًا أنه ، نظرًا للوتيرة الحالية لاستكشاف الفضاء ، يمكن تثبيت هذه المهمة بحلول عام 1965 (تمت مراجعتها لاحقًا إلى عام 1980) وستقضي السنوات الثلاث التالية في القيام بمهمة الذهاب والعودة. مرة واحدة في مدار المريخ ، كان الطاقم يستخدم التلسكوبات للعثور على موقع مناسب لمعسكرهم الأساسي بالقرب من خط الاستواء.

ينزل طاقم الهبوط بعد ذلك باستخدام سلسلة من الطائرات المجنحة القابلة للفصل (مع دعامات هبوط التزلج) وينزلق إلى الأرض ليهبط على القمم الجليدية القطبية. سيبقى طاقم الهيكل العظمي مع السفن في المدار حيث سيقطع طاقم السطح بعد ذلك 6500 كيلومتر برا باستخدام الزواحف إلى موقع المعسكر الأساسي المحدد.

ثم يقومون ببناء شريط هبوط يسمح لبقية الطاقم بالنزول من المدار في الطائرات الشراعية ذات العجلات. بعد قضاء ما مجموعه 443 يومًا على كوكب المريخ في إجراء مسوحات وأبحاث ، سيستخدم الطاقم هذه الطائرات الشراعية نفسها كصعود الصعود للعودة إلى السفن الأم.

لم تحسب فون براون فقط حجم ووزن كل سفينة ، ولكن أيضًا مقدار الوقود الذي ستحتاجه كل رحلة ذهابًا وإيابًا. كما قام أيضًا بحساب احتراق الصواريخ اللازمة لإجراء المناورات المطلوبة. بسبب الطبيعة التفصيلية والحسابات والتخطيط في اقتراحه ، مشروع المريخ لا يزال واحدا من أكثر الكتب تأثيرا على البعثات البشرية إلى الكوكب الأحمر.

من الواضح أن مثل هذه المهمة لم تحدث بحلول عام 1965 (أو 1980 لهذه المسألة). في الواقع ، لم يعد البشر إلى القمر بعد أن خرج يوجين سيرنان من أبولو 17 كبسولة في عام 1972. مع اختتام سباق الفضاء وتكاليف إرسال رواد الفضاء إلى القمر ، تم وضع خطط لاستكشاف المريخ على نار هادئة حتى العقد الأخير من القرن العشرين.

في عام 1990 ، دعا اقتراح مارس دايركت تم تطويره من قبل روبرت زوبرين ، مؤسس جمعية المريخ وزميل مهندس الفضاء ديفيد بيكر. تصورت هذه الخطة سلسلة من المهام الفعالة من حيث التكلفة إلى المريخ باستخدام التكنولوجيا الحالية ، بهدف نهائي هو الاستعمار.

ستشمل المهام الأولية طواقم تهبط على السطح وتترك وراءها هياكل هاب ، مما يجعل القيام بالبعثات اللاحقة أسهل في القيام بها. بمرور الوقت ، ستفسح الأحواض السطحية المجال للموائل المضغوطة تحت السطحية المبنية من الطوب المريخي المنتج محليًا. وهذا من شأنه أن يمثل خطوة أولى في تطوير استخدام الموارد في الموقع والاستيطان البشري في نهاية المطاف.

خلال وبعد هذه المرحلة الأولية من بناء الموائل ، سيتم نشر قباب جيوديسية مقاومة للإشعاع والبلاستيك الصلب على السطح من أجل الإقامة في نهاية المطاف ونمو المحاصيل. ستبدأ الصناعات المحلية في النمو باستخدام الموارد المحلية ، والتي ستتمحور حول تصنيع البلاستيك والسيراميك والزجاج من تربة المريخ والرمل والهيدروكربونات.

في حين أقر زوبرين بأن المستعمرين المريخيين سيعتمدون جزئياً على الأرض لقرون ، كما ذكر أن مستعمرة المريخ ستكون قادرة أيضًا على إنشاء اقتصاد قابل للحياة. أولاً ، للمريخ تركيزات كبيرة من المعادن الثمينة التي لم تتعرض لآلاف السنين من استخراج الإنسان. ثانيًا ، تركيز الديوتريوم - وهو مصدر محتمل لوقود الصواريخ والاندماج النووي - أكبر بخمس مرات على المريخ.

في عام 1993 ، اعتمدت وكالة ناسا نسخة من هذه الخطة لمهمتها "مرجع تصميم المريخ" ، التي مرت بخمس تكرارات بين عامي 1993 و 2009. وبينما كانت تنطوي على قدر كبير من التفكير والتخطيط ، إلا أنها فشلت في التوصل إلى أي أجهزة محددة أو المشاريع.

المقترحات الحالية:

تغيرت الأمور في القرن الحادي والعشرين بعد أن اتخذت إدارتان رئاسيتان قرارات مصيرية بشأن وكالة ناسا. جاءت الأولى عام 2004 عندما أعلن الرئيس جورج دبليو بوش عن "رؤية لاستكشاف الفضاء". تضمن ذلك سحب مكوك الفضاء وتطوير فئة جديدة من قاذفات يمكن أن تعيد البشر إلى القمر بحلول عام 2020 - والمعروف باسم برنامج Constellation.

ثم ، في فبراير 2010 ، أعلنت إدارة أوباما أنها ستلغي برنامج الكوكبة وأصدرت قانون التفويض لعام 2010. وكان جوهر هذه الخطة هو مفهوم مهمة Mars Direct ، والتي دعت إلى تطوير المعدات والأنظمة اللازمة لتركيبها. مهمة طاقم إلى المريخ بحلول عام 2030.

في عام 2015 ، قدمت مديرية استكشاف العمليات والعمليات البشرية (HEOMD) التابعة لناسا "حملة المريخ المتطورة"، التي حددت خططهم لـ" رحلة إلى المريخ "بحلول الثلاثينيات. كان جوهر هذه الخطة هو استخدام طاقم Orion متعدد الأغراض الجديد (MPCV) ونظام إطلاق الفضاء (SLS).

ستشمل الرحلة المقترحة ثلاث مراحل ، والتي ستشمل ما مجموعه 32 إطلاق SLS بين 2018 و 2030. سترسل هذه المهمات جميع المكونات الضرورية إلى الفضاء القمري ثم إلى الفضاء القريب من المريخ قبل القيام بالهبوط الطاقم على السطح.

تستدعي المرحلة الأولى ("المرحلة المعتمدة على الأرض") إجراء دراسات طويلة المدى على متن محطة الفضاء الدولية حتى عام 2024 ، بالإضافة إلى اختبار كبسولة SLS و Orion Crew. يتضمن هذا حاليًا الإطلاق المخطط له لبعثة الاستكشاف 1 (EM-1) في سبتمبر من عام 2018 ، والتي ستكون أول رحلة من SLS والرحلة التجريبية الثانية غير المأهولة لمركبة Orion الفضائية.

تخطط وكالة ناسا أيضًا لالتقاط كويكب قريب من كوكب الأرض وإحضاره إلى مدار القمر ، كوسيلة لاختبار القدرات والمعدات لمهمة المريخ. تُعرف هذه المهمة باسم مهمة إعادة توجيه الكويكب ، ومن المقرر أن تتم في 2020s وستتضمن في المقام الأول مهمة روبوتية تسحب الكويكب وعودة العينات.

ستقوم بعثة الاستكشاف 2 (EM-2) ، وهي أول رحلة طيران مأهولة باستخدام كبسولة Orion ، بتحليق حول القمر وهذا الكويكب بين عامي 2021 و 2023. وفي هذه المرحلة ، ستنتقل وكالة ناسا إلى المرحلة الثانية ("إثبات الأرض") من الرحلة إلى المريخ ، حيث سينتقل التركيز عن الأرض إلى الفضاء القمري.

ستؤدي عمليات إطلاق SLS المتعددة إلى تسليم مكونات المهمة خلال هذا الوقت - بما في ذلك موطن سيتم نقله في النهاية إلى مدار المريخ ومركب الإنزال ومركبات الاستكشاف لسطح المريخ. تتطلب هذه المرحلة أيضًا اختبار التقنيات الرئيسية ، مثل الدفع الكهربائي الشمسي (المعروف أيضًا باسم المحرك الأيوني).

بحلول أوائل عام 2030 ، ستبدأ المرحلة الثالثة ("الأرض المستقلة"). وهذا يتطلب اختبار تقنيات الدخول والنزول والهبوط اللازمة للوصول إلى سطح المريخ ، وتطوير استخدام الموارد في الموقع. ويدعو أيضًا إلى نقل جميع عناصر المهمة (وطاقم الاستكشاف) إلى مدار المريخ ، حيث ستقوم الأطقم في نهاية المطاف بتركيب البعثات إلى "مناطق استكشاف" محددة على السطح.

في 15 سبتمبر 2016 ، أقرت لجنة التجارة والعلوم والنقل التابعة لمجلس الشيوخ قانون وكالة ناسا للترخيص بالانتقال لعام 2016 ، وهو إجراء صمم لضمان الاستقرار على المدى القصير للوكالة في العام المقبل.

لدى وكالة الفضاء الأوروبية (ESA) خطط طويلة المدى لإرسال البشر إلى المريخ ، على الرغم من أنهم لم يبنوا بعد مركبة فضائية مأهولة. كجزء من برنامج Aurora ، سيشمل هذا مهمة طاقم إلى المريخ في 2030s باستخدام صاروخ Ariane M. تشمل النقاط الرئيسية الأخرى على طول هذا الجدول الزمني ExoMars rover (2016-2020) ، ومهمة الطاقم إلى القمر في عام 2024 ، ومهمة آلية إلى المريخ في عام 2026.

تخطط وكالة الفضاء الفيدرالية الروسية Roscosmos أيضًا لمهمة طاقم إلى المريخ ، لكنها لا تتصور حدوثها حتى بين عامي 2040 و 2060. وفي غضون ذلك ، أجروا عمليات محاكاة (تسمى Mars-500) ، وانتهت في روسيا مرة أخرى في عام 2011. وكالة الفضاء الصينية لديها خطط مماثلة للقيام بطاقم من الطاقم إلى المريخ بين عامي 2040 و 2060 ، ولكن فقط بعد القيام بطاقم من الطاقم إلى المريخ.

في عام 2012 ، كشفت مجموعة من رجال الأعمال الهولنديين عن خطط لحملة تمويل جماعي لإنشاء قاعدة بشرية للمريخ ، بدءًا من عام 2023. تُعرف الخطة باسم MarsOne ، وتدعو إلى سلسلة من المهام ذات الاتجاه الواحد لإنشاء مستعمرة دائمة ومتوسعة على كوكب المريخ ، والتي سيتم تمويلها بمساعدة مشاركة وسائل الإعلام.

تشمل التفاصيل الأخرى لخطة MarsOne إرسال مركبة فضائية بحلول عام 2018 ، وروفر في عام 2020 ، ومكونات القاعدة ومستوطنيها بحلول عام 2023. وسيتم تشغيل القاعدة بواسطة 3000 متر مربع من الألواح الشمسية وسيكون صاروخ SpaceX Falcon 9 Heavy تستخدم لتشغيل الأجهزة. سيهبط الطاقم الأول المكون من 4 رواد فضاء على كوكب المريخ في عام 2025 ؛ ثم ، كل عامين ، سيصل طاقم جديد من 4 رواد فضاء.

كما أعلن الرئيس التنفيذي لشركة SpaceX و Tesla Elon Musk عن خطط لإنشاء مستعمرة على كوكب المريخ في العقود القادمة. جوهر هذه الخطة هو تطوير الناقل الاستعماري المريخي (MCT) ، وهو نظام رحلات فضائية يعتمد على محركات الصواريخ القابلة لإعادة الاستخدام ومركبات الإطلاق والكبسولات الفضائية لنقل البشر إلى المريخ والعودة إلى الأرض.

اعتبارًا من عام 2014 ، بدأ SpaceX تطوير محرك صاروخي رابتور كبير لشركة Mars Colonial Transporter ، وتم الإعلان عن اختبار ناجح في سبتمبر من عام 2016. وفي يناير 2015 ، قال مسك إنه يأمل في نشر تفاصيل عن "الهندسة المعمارية الجديدة تمامًا" لنظام نقل المريخ في أواخر عام 2015.

في يونيو 2016 ، ذكر Musk في أول رحلة بدون طيار لمركبة MCT الفضائية ستتم في عام 2022 ، تليها أول رحلة MCT المريخ المأهولة تغادر في عام 2024. في سبتمبر 2016 ، خلال المؤتمر الفلكي الدولي 2016 ، كشف المسك عن مزيد من التفاصيل الخطة ، والتي تضمنت تصميم نظام النقل بين الكواكب (ITS) - نسخة مطورة من MCT.

وفقًا لتقديرات Musk ، سيكلف تطوير ITS 10 مليارات دولار وسيكون جاهزًا لنقل أول الركاب إلى المريخ في وقت مبكر من عام 2024. ستستوعب كل مركبة من مركبات SpaceX 100 راكب ، مع إجراء الرحلات كل 26 شهرًا (عندما تكون الأرض و المريخ هو الأقرب). قدر موسك أيضًا أن التذاكر ستكلف 500000 دولار للشخص ، لكنها ستنخفض لاحقًا إلى ثلث ذلك.

وبينما قد يجد بعض الأشخاص صعوبة في التفكير في متطوعي MarsOne أو ركاب SpaceX كرائد فضاء ، إلا أنهم سيكونون بشرًا يضعون قدمهم على الكوكب الأحمر. وإذا كان عليهم أن يصلوا إلى هناك قبل أي مهمة طاقم من قبل وكالة فدرالية للفضاء ، فهل سنقوم بالفعل بتقسيم الشعر؟

لذا يبقى السؤال ، متى سيرسل الناس إلى المريخ؟ الجواب ، على افتراض أن كل شيء يسير على ما يرام ، في وقت ما في العقدين المقبلين. وبينما يوجد الكثير ممن يشككون في شرعية المقترحات الأخيرة ، أو الجداول الزمنية التي تتضمنها ، فإن حقيقة أننا نتحدث عن الذهاب إلى كوكب المريخ هو احتمال حقيقي للغاية يوضح مدى تقدمنا ​​منذ عصر أبولو.

وهل يحتاج أي شخص إلى التذكير بأن هناك الكثير من الشكوك خلال "السباق إلى القمر" أيضًا؟ في ذلك الوقت ، كان هناك الكثير من الأشخاص الذين يدعون أن الموارد يمكن إنفاقها بشكل أفضل في مكان آخر ، وحتى أولئك الذين شككوا في ذلك يمكن القيام به. مرة أخرى ، يبدو أن جون وكينيدي الراحل العظيم يجب أن يكون لهما الكلمة الأخيرة في ذلك:

"نختار للذهاب إلى القمر! ... نختار الذهاب إلى القمر في هذا العقد والقيام بالأشياء الأخرى ، ليس لأنها سهلة ، ولكن لأنها صعبة ؛ لأن هذا الهدف سيعمل على تنظيم وقياس أفضل طاقاتنا ومهاراتنا ، لأن هذا التحدي هو التحدي الذي نحن على استعداد لقبوله ، والتحدي الذي لا نرغب في تأجيله ، والتحدي الذي نعتزم الفوز به ".

لقد كتبنا العديد من المقالات حول سفر البشر إلى المريخ. إليك كيف يمكن للتقنية الجديدة أن تقلص الوقت اللازم للسفر إلى كوكب المريخ إلى 39 يومًا ، وإليك مقال عن فريق قام بمهمة محاكاة للمريخ.

إذا كنت ترغب في الحصول على مزيد من المعلومات حول البشر الذين يسافرون إلى كوكب المريخ ، فراجع الصفحة الرئيسية لجمعية كوكب المريخ. وإليك رابط إلى MarsDrive ، ومجموعة أخرى تتطلع إلى إرسال أشخاص إلى كوكب المريخ.

لقد سجلنا أيضًا العديد من حلقات فريق علم الفلك حول المهمات إلى المريخ. استمع هنا ، الحلقة 94: البشر إلى المريخ ، الجزء الأول

مصادر:

• ناسا - عيون على الكوكب الأحمر
• ناسا - استكشاف الإنسان للمريخ
• ناسا البشرية رحلات الفضاء - القمر والمريخ