هل توجد حياه أخرى في مجموعتنا الشمسية؟ – د. محمد نجم آل خميس

حرص علماء الفلك لعدة عقود من الزمن “ولا يزالون” على استكشاف كواكب في مجموعتنا الشمسية بحثا عن وجود حياة فيها أو أن ظروفها الطبيعية والمناخية تُمكنها من تكَّون حياه فيها. فهل وصل العلماء إلى مبتغاهم؟ ماذا نعلم عن حالة الكواكب من حولنا؟ للإجابة على هذه الأسئلة، بُذلت جهود جبارة قام بها العلماء في العديد من الدول وصرفت لها ميزانيات ماليه كبيره للتعرف على الكواكب من حولنا عن طريق التلسكوبات الأرضية والفضائية وأيضا عن طريق إرسال المسابير الفضائية للدوران حول الكواكب وحتى على النزول عليها للتعرف أكثر عليها من قرب.

في عام 1959م، قامت المركبة الفضائية لونا 2 (Luna 2) التابعة للاتحاد السوفيتي (حينها) بأول محاولة على الهبوط على سطح القمر؛ وجاء الهبوط الأول في عام 1966م، مع المركبة الفضائية لونا 9 (Luna 9).  بعدها قامت الولايات المتحدة في الستينات بعدة محاولات لإرسال مسابير للهبوط على سطح القمر وفي 20 يوليو 1969م كان نيل ارمسترونغ وباز ألدرين أول طاقم على أبولو 11 (Apollo 11) يتمكن بالقيام بطلعة جوية والهبوط على سطح القمر.

‏في 15 ديسمبر 1970، أصبحت المركبة الفضائية السوفياتية غير المأهولة فينيرا 7 (Venera 7) أول مركبة فضائية تهبط على كوكب آخر وقاست درجة حرارة الغلاف الجوي على كوكب الزهرة. ‏ في 24 ابريل من عام 1990م، تم إطلاق أول تلسكوب فضائي هبل (Hubble) عن طريق المكوك الفضائي ديسكفري (STS-31) ووضع في مسار على ارتفاع 340 ميل من سطح الأرض وتم إرسال اول صورة منه إلى الأرض في 20 من مايو من نفس العام.

ومنذ إرسال اول مسبار إلى الفضاء توالت المحاولات بين العديد من الدول لإكتشاف عالم الفضاء لمجموعتنا الشمسية حتى تم التمكن لغاية الأن من إرسال أكثر من 250 مركبة فضائية آلية و 24 إنسانا من دخول الفضاء.

هذه المقالة تلخص ما جمعه العلماء عن أقرب كوكبين للأرض وهما كوكبا المريخ والزهرة والتي كان يعتقد العلماء من أنهما من ضمن الكواكب المحتملة لوجود حياة فيها أو إمكانيه الحياة عليها.

كوكب المريخ

من أكثر الكواكب التي ركز عليها العلماء في مجموعتنا الشمسية، هو المريخ، وذلك لقربه من الأرض حيث أن ‏الحد الأدنى للمسافة من الأرض إلى المريخ على حسب خطي دورانهما حول الشمس هي حوالي 54.6 مليون‏‏ كيلومتر.‏ ‏يستغرق إجمالي وقت الرحلة من الأرض إلى المريخ ما بين ‏‏300-150 يوم‏‏, اعتمادا على سرعة الإطلاق ومحاذاة الأرض والمريخ وطول الرحلة التي تستغرقها المركبة الفضائية للوصول إلى هدفها.

كما يعتمد الأمر حقا على كمية الوقود التي يرغب في حرقها للوصول إلى هناك, فاستخدام المزيد من الوقود يقتضي وقت سفر أقصر. أول استكشاف لكوكب المريخ كان في أكتوبر 10, 1960م عبر مسبار (MARSNIK 1) من قبل الاتحاد السوفيتي ولكن المحاولة لم تكن ناجحة. بعدها تمت أربع محاولات أخرى من قبل الاتحاد السوفيتي ولم تكن ناجحة أيضا.  بعدها في تاريخ 5 نوفمبر, 1964م قامت الولايات المتحدة بأرسال مسبار (MARINER 3) ولكن المحاولة فشلت أيضا. في نوفمبر من العام نفسه تمكنت الولايات المتحدة من ارسال مسبار أخر (4 MARINER) والذي تمكن من التقاط 21 صوره قريبه لكوكب المريخ.

بعدها توالت المحاولات من قبل البلدين وبدأت تسجل نجاحا أكثر.  في عام 1976م كانت مركبات الهبوط (Viking 1 & 2) أول مركبات فضائية أمريكية تهبط بنجاح على سطح المريخ حيث كان لكل واحده منها مركبة مدارية ومركبة هبوط. في 20 يوليو 1976م، انفصلت مركبة الهبوط (Viking 1) عن المركبة المدارية وهبطت على سطح المريخ وبعد أقل من شهرين، في 3 سبتمبر 1976م، هبطت مركبة الهبوط (2 Viking) على سطح المريخ. التقطا هذان المسباران صورا لسطح المريخ، ودرسا عينات التربة والغلاف الجوي للمريخ.‏

‏مركبة “سوجورنر روفر” (Sojourner Rover) التابعة الى (Mars Pathfinder) هي أول مركبة روبوتية تهبط وتتحرك على سطح المريخ حيث سارت على سطح المريخ في 6 يوليو 1997م. كانت (Sojourner Rover) مركبة ذات ست عجلات يتم التحكم فيها عن بعد من قبل مشغل على الأرض.

بسبب المسافة إلى المريخ، استغرقت الأوامر المرسلة إلى المسبار من الأرض حوالي 10 دقائق للوصول إليه وأيضا استغرقت المعلومات التي أرسلتها المركبة 10 دقائق أخرى للوصول إلى الأرض وكانت مهمة المسبار هي جمع معلومات حول تربة المريخ وصخوره.

‏أخر مركبة روبوتية تهبط وتتحرك على سطح المريخ هي مركبة (‏Perseverance) في ‏‏18 فبراير 2021م.

شاهد الرابط لمشاهدة هبوط المسبار (Perseverance) على سطح المريخ:

‏تم تصميم المسبار لاستكشاف سطح المريخ بحثا عن علامات للحياة الماضية والحالية على هذا الكوكب للمساهمة في الأهداف العلمية لبرنامج استكشاف المريخ التابع لناسا.‏ ‏وسيقوم المسبار بالعديد من المهام العلمية خلال مهمته التي تستغرق عامين، بما في ذلك البحث عن علامات الحياة على المريخ.‏ ‏وشملت المركبة ولأول مرة طائرة هليكوبتر صغيرة مستقلة تسمى (Ingenuity) للتحليق فوق سطح المريخ.‏

لغاية الأن تم ارسال 9 عمليات هبوط ناجحة على سطح المريخ من قبل الولايات المتحدة الأمريكية [Viking1 و Viking 2 وكلاهما في عام 1976م و Pathfinder (1997) ، Spirit and Opportunity وكلاهما في عام 2004م و Phoenix (2008) و Curiosity (2012) و InSight (2018) و Perseverance (2021)]‏. والبلد الوحيد الآخر الذي هبط بمركبة فضائية على سطح المريخ ‏كان الاتحاد السوفيتي في عامي 1971 و 1973م. ‏

‏تتراوح درجة الحرارة على سطح المريخ بين حوالي -125 و 23 فهرنهايت (-87 إلى -5 درجة مئوية).‏ ‏يحتوي الغلاف الجوي للمريخ على حوالي 95.3٪ من ثاني أكسيد الكربون (CO₂) و 2.7٪ من النيتروجين، والباقي خليط من الغازات الأخرى. الغلاف الجوي للمريخ رقيق للغاية وهو أقل كثافة بحوالي 100 مرة من الغلاف الجوي للأرض.

‏يبلغ قطر المريخ 4,222 ميلا (6,794 كم) مما يجعله أكثر بقليل من نصف قطر الأرض (حوالي 53٪).‏ الجاذبية الأرضية للمريخ تعادل 0.375 من جاذبية الأرض وعلى هذا الأساس إذا كان وزن انسان على الأرض 100 كجم يصبح وزنه على المريخ 37.5 كجم فقط. ‏عند مستوى سطح الكوكب يبلغ الضغط للغلاف الجوي حوالي 6.518 مللي بار أو 0.095 رطل لكل بوصة مربعة مقارنة بالضغط الجوي على سطح البحر للأرض البالغ 14.7 رطل لكل بوصة مربعة.‏

الفترة المدارية (1 سنة المريخ)‏ تعادل 687 يوم أرضي. ‏يدور المريخ بنفس سرعة الأرض تقريبا ولهذا فإن اليوم على المريخ يساوي تقريبا يوما على الأرض. يبلغ طول اليوم على المريخ 24.62 ساعة بينما يبلغ طول اليوم على الأرض 23.934 ساعة.‏ لدى المريخ ‏قمرين صغيرين تسمى ( كم 22.2 Phobos  وDeimos 12.6 كم). ‏

‏‏أعلى جبل على المريخ هو أيضا أعلى جبل وبركان في النظام الشمسي بأكمله. يطلق عليه أوليمبوس مونس (Olympus Mons) ويبلغ ارتفاعه 16 ميلا (24 كيلومترا) مما يجعله أعلى بحوالي ثلاث مرات من جبل إيفرست. بالإضافة إلى كونه طويل جدا، فهو أيضا واسع جدا (340 ميلا أو 550 كيلومترا)‏.

‏المريخ هو الكوكب الآخر الوحيد غير الأرض في نظامنا الشمسي الذي يحتوي على قمم جليدية قطبية. يسمى الغطاء الشمالي “Planum Boreum” ويسمى الغطاء الجنوبي “Planum Australe”. تحت كل من القمم الجليدية المريخية، تم العثور على جليد مائي يساعد على إثبات إمكانية وجود حياة على الكوكب في مرحلة ما.‏

يميل محور دوران المريخ بمقدار 25.2 درجة مثل الأرض التي يبلغ ميلها المحوري 23.4 درجة. هذا الميل هو السبب في أن لدينا مواسم على الأرض والمريخ لديه مواسم أيضا. ومع ذلك، على المريخ تستمر هذه المواسم لفترة أطول بكثير بسبب طول الوقت الذي يستغرقه المريخ للدوران حول الشمس. أقصر موسم على المريخ يستمر 142 يوما والأطول يستمر 194 يوما.‏

سطح المريخ له لون برتقالي محمر لأن تربته تحتوي على أكسيد الحديد أو جزيئات الصدأ فيه. غالبا ما تبدو السماء على المريخ وردية أو برتقالية فاتحة لأن الغبار الموجود في التربة ينفث في الغلاف الجوي الرقيق للمريخ بواسطة الرياح. ‏ ‏تتحرك الرياح السطحية على سطح المريخ عادة بسرعة 16 إلى 32 كيلومترا في الساعة ولكن مركبات الهبوط (Viking) قامت بقياس سرعات تصل إلى 113 كيلومترا في الساعة أثناء العواصف الترابية.‏

كوكب الزهرة

الكوكب الثاني الأقرب للأرض هو كوكب الزهرة ، إذ يبعد حوالي 61 مليون كيلومتر، ولكن في معظم الأحيان يكون الكوكبان متباعدان‏ على حسب مداريهما حول الشمس. ‏أقصر وقت استغرقته مركبة فضائية للوصول إلى كوكب الزهرة من الأرض هو ‏‏109 أيام‏‏، أو 3.5 أشهر وأطول رحلة 198 يوما أو 6.5 أشهر ومعظم الرحلات تستغرق ما بين 120 و 130 يوما, أي حوالي 4 أشهر.‏

بالنسبة الى المركبات التي هبطت على سطح الكوكب فهناك العديد منها ، معظمها من الاتحاد السوفيتي السابق وكانت جميعها قادره فقط على إرسال المعلومات إلينا لفترة قصيرة لأن درجة الحرارة العالية للغاية والضغط على سطح كوكب الزهرة اذابت وسحقت مركبات الهبوط.

في 15 ديسمبر 1970م، أصبحت المركبة الفضائية السوفيتية الغير مأهولة، (Venera 7) ، أول مركبة فضائية تهبط على سطح الكوكب وقامت بقياس درجة حرارة الغلاف الجوي على الكوكب. في عام 1972م، جمعت المركبه (Venera 8) بيانات الغلاف الجوي والسطح لمدة 50 دقيقة بعد الهبوط. في 22 أكتوبر 1975م، هبطت (9 Venera)  على سطح كوكب الزهرة و التقطت أول صورة مقربة لسطح الكوكب وبعد ثلاثة أيام هبطت (Venera 10) والتقطت صورا لسطحه ودرست صخوره.

في ديسمبر 1978م، هبطت (Venera 11) و (Venera 12) على سطح الكوكب وأرسلت المزيد من البيانات حول الغلاف الجوي للكوكب. أرسلت (Venera 12) البيانات لمدة 110 دقائق وهي أطول مدة من أي مركبة هبوط سابقه قبل أن تنهي تأثيرات الحرارة والضغط الجوي مهمتها على المركبة.

في مارس 1982م هبطت مركبتان فضائيتان سوفيتيتان أخريان على كوكب الزهرة (Venera 13) و (Venera 14) وأرسلوا الصور مرة أخرى ودرسوا التربة.‏

كوكب الزهرة حار جدا لأنه محاط بغلاف جوي سميك جدا يبلغ حجمه حوالي 100 مرة أكثر من غلافنا الجوي على الأرض وهو في الغالب يتكون من غاز ثاني أكسيد الكربون (حوالي 96 ٪)، مع بعض النيتروجين (حوالي 3 ٪) وكمية صغيرة جدا من بخار الماء (0.003 ٪). كما يحتوي كوكب الزهرة أيضا على طبقة سميكة من غيوم حمض الكبريتيك وهي التي تعطي الكوكب مظهره المصفر.

وتتحرك السحب في الغلاف الجوي لكوكب الزهرة بسرعة كبيرة، حيث تصل سرعتها إلى 350 كيلومترا في الساعة.‏ وبسبب سماكة الغلاف الجوي للكوكب، لا يتمكن لنا رؤية سطحه، ومع ذلك يمكن للرادار أن يمر عبر الغلاف الجوي السميك للكوكب مما يسمح لنا بمعرفة شكل السطح.‏

درجة الحرارة على سطح الكوكب عالية جدا وتصل إلى 864 درجة فهرنهايت (462 درجة مئوية) وذلك بسبب الانحباس الحراري على سطح الكوكب. فعندما يمر ضوء الشمس عبر الغلاف الجوي فإنه يسخن سطح الكوكب ومعظم هذه الحرارة لا يمكن لها أن تخرج مرة أخرى إلى الفضاء لأنها مسدودة من قبل الغلاف الجوي السميك فتصبح الحرارة محاصرة وتتراكم إلى درجات حرارة عالية للغاية.

‏يختلف ‏‏الضغط الجوي‏‏ على سطح ‏‏الكوكب‏‏ باختلاف ارتفاع السطح. يبلغ الضغط الجوي على سطح الكوكب حوالي 95 بارا أو ما يعادل 95 ضعف الضغط الجوي على سطح الأرض وهذا هو نفس الضغط الموجود على عمق حوالي 1 كم في ‏‏محيطات‏‏ الأرض.‏

‏يتكون معظم سطح الكوكب من سهول ومنطقتين كبيرتين من المرتفعات بحجم أستراليا وأمريكا الجنوبية والعديد من الجبال والبراكين والكثير من سطحه مغطى بتدفقات الحمم البركانية القديمة. أعلى جبل على كوكب الزهرة هو ماكسويل مونتيس (Maxwell Montes) حيث يبلغ ارتفاعه أكثر من 7 أميال وهو أعلى من جبل إيفرست.

لا يحتوي كوكب الزهرة على العديد من الحفر لأن معظم الشهب تحترق في غلافه الجوي السميك، والعديد من فوهات الشهب الموجودة بالفعل قد غطتها تدفقات الحمم البركانية. ‏نظرا لأن كوكب الزهرة والأرض لهما نفس الحجم تقريبا ولهما نفس الكتلة تقريبا، فإن الجاذبية السطحية على كوكب الزهرة هي تقريبا نفس الجاذبية السطحية على الأرض.

تبلغ الجاذبية السطحية على كوكب الزهرة حوالي 91٪ من الجاذبية السطحية على الأرض وعلى هذا الأساس إذا كان وزن انسان على الأرض 100 كجم يصبح وزنه 91 كجم على كوكب الزهرة.‏

اليوم على كوكب الزهرة يعادل 243 يوما أرضيا – أطول حتى من سنة الزهرة (رحلة واحدة حول الشمس) والتي تستغرق 225 يوما أرضيا فقط وذلك بسبب الدوران البطيء للغاية للكوكب. وعلى هذا الأساس فإن شروق الشمس إلى غروبها على هذا الكوكب يستغرق 117 يوما أرضيا.

؛؛في كوكب الزهرة تشرق الشمس من الغرب وتغرب من الشرق لأن كوكب الزهرة يدور مع عقارب الساعة، أي عكس دوران الأرض وهو الكوكب الوحيد في مجموعتنا الشمسية الذي يدور حول نفسه بهذه الطريقة وعلى عكس مداره الخاص حول الشمس؛؛

كوكب الزهرة هو واحد من ثلاثة كواكب فقط في نظامنا الشمسي الذي يحتوي على كرة دائرية مثالية (الاثنان الآخران هما عطارد وبلوتو) ولا يوجد له أيضا أي أقمار. نظرا لميل الكوكب الطفيف جدا وهو ثلاث درجات فقط، فلا يوجد فصول على سطح الكوكب مثل ما هو على الأرض لأن درجة ميلان الكوكب المحورية هي قليلة جدا من أن ينتج عنها مواسم ملحوظة.

المصادر:

1. Howell, Elizabeth. “What Other Worlds Have We Landed On?” Universe Today, 23 Dec. 2015, universetoday.com/118165/what-other-worlds-have-we-landed-on.
2. “52 Years of Apollo 11 Mission: Here’s Neil Armstrong, Buzz Aldrin Describe What It’s like to Be on Moon.” Universe Today, 2022, hindustantimes.com/science/52-years-of-apollo-11-mission-here-s-neil-armstrong-buzz-aldrin-describe-what-it-s-like-to-be-on-moon-101626754215200.html.
3. “About the Hubble Space Telescope.” NASA, 18 Dec. 2018, nasa.gov/mission_pages/hubble/story/index.html.
4. Klatt, David, and Julie Rossman. “Where Could Life Exist?” World Science Festival, 30 Mar. 2017, worldsciencefestival.com/infographics/where-could-life-exist-infographic/?gclid=CjwKCAjw-sqKBhBjEiwAVaQ9a_q7ALrfVgMPuGo4UztAS5KdFL5D8RbyBJY0aIve8pjKvNjJ2wtuLhoClgUQAvD_BwE.
5. “Solar System Exploration.” NASA, 6 June 2019, solarsystem.nasa.gov/missions/?order=launch_date+desc&per_page=50&page=0&search=&fs=&fc=&ft=&dp=&category=.
6. When did we first land a spacecraft on Mars? | Cool Cosmos (caltech.edu)
7. “Mars Exploration Fast Facts.” CNN, cnn.com/2013/10/21/world/mars-exploration-fast-facts/index.html#:~:text=There%20have%20been%20nine%20successful,Union%20in%201971%20and%201973. 3 Dec. 2021.
8. “ALL ABOUT MARS, MARS 2020 EXPLORATION MISSION GUIDE.” RocketSTEM, 20 July 2020, rocketstem.org/2020/07/20/all-about-mars.
9. “Mars.” NASA, July 1997, mars.nasa.gov/MPF/mpf/realtime/mars2.html#:~:text=At%20ground%20level%20the%20Martian,39%20UTC%20Earth%20receive%20time.
10. “WORLD OF WIND AND DUST.” National Air and Space Museum, 2022, airandspace.si.edu/exhibitions/exploring-the-planets/online/solar-system/mars/wind/#:~:text=Surface%20winds%20typically%20move%20about,per%20hour%20during%20dust%20storms.
11. Has a spacecraft ever landed on Venus? | Cool Cosmos (caltech.edu)
12. “Venus.” NASA, 21 Aug. 2021, solarsystem.nasa.gov/planets/venus/in-depth/#:~:text=At%20its%20nearest%20to%20Earth,in%20Earth%27s%20proximity%20than%20Venus.
13. “How Long Would It Take to Get to Venus from Earth.” Com, 11 Dec. 2021, www.lisbdnet.com/how-long-would-it-take-to-get-to-venus-from-earth/#:~:text=The%20shortest%20time%20a%20spacecraft,which%20is%20about%204%20months.
14. “Every Picture From Venus’ Surface, Ever.” Planetary Society, 2022, planetary.org/articles/every-picture-from-venus-surface-ever.
15. “The Planet Venus.” National Weather Services, 2022, weather.gov/fsd/venus#:~:text=It%20appears%20that%20the%20surface,water%20would%20evaporate%20nearly%20instantaneously.
16. “The Atmosphere of Venus.” Britannica, 2022, britannica.com/place/Venus-planet/The-atmosphere.