استكشاف الكويكبات.. أجرام سماوية تخبئ أجوبة التاريخ وكنوز المعادن

أصبح الإنسان على موعد مع اكتشافات مذهلة، إنه على وشك دخول تخوم جديدة وغير متوقعة في الفضاء، وهذه المرة ليست المريخ أو الزهرة، وإنما تلك الأجرام الصغيرة التي تحوم حولنا في كل مكان من النظام الشمسي، إنها الكويكبات التي ربما تحمل أجوبة كثير من الأسرار التي تساعدنا في فهم الكوكب الذي نعيش فيه.

فما هي هذه الكويكبات؟ وممَّ تتكون؟ وأين توجد؟ وكيف يمكن أن تقدم لنا إجابات عن تلك الأسئلة الوجودية الكبيرة؟ كل هذا وكثير غيره سوف نتابعه في هذا الفيلم الذي تبثه قناة الجزيرة الوثائقية بعنوان “استكشاف الكويكبات”، ويعرض جهود العلماء ووكالات الفضاء العالمية في سبر أغوار هذه الأجرام الغامضة.

الكويكبات.. أصدقاء أثرياء وأعداء ألِدّاء

يضع العلماء فرضية تنص على أن كويكبا بقطر 10 كيلومترات قد ضرب الأرض قبل 66 مليون سنة، وتسبب في القضاء على عالم الديناصورات بالكامل. أي أن الكويكبات ما زالت تشكل خطرا على الأرض، ويمكن أن تقع بها كارثة كوكبية إذا اصطدم بها كويكب مشابه مستقبلا.

لكن يمكن أن تقدم لنا هذه العوالم الصخرية الصغيرة فرصا جديدة لتعدين مواردها أو استخدامها كاستراحات في رحلات استكشاف الفضاء المستقبلية. لهذا يبدأ التحضير لهذا الهدف بعيد الاحتمال، عبر رصد أقرب الكويكبات التي يمكن أن تهدد بقاء الجنس البشري.

ورغم ذلك لا يزال أمامنا كثير مما يجب فعله، إذ تجري وكالة ناسا الآن عدة دراسات استقصائية ميدانية، وتستخدم التلسكوبات لإجراء مسح ضوئي للسماء والبحث عن كويكبات مهدِّدة، وتحديد الكويكبات التي قد تشكل خطرا على الأرض مستقبلا.

“بينو”.. عالم صخري من بقايا عملية بناء الأرض

يمكن للكويكبات أن تساعد على حل أعظم ألغاز أصل المجموعة الشمسية وكيفية تشكُّل الكواكب، ولكن لا أحد يعلم إذا ما كانت الكويكبات لعبت دورا في إيصال عناصر الحياة لكوكب الأرض. فهذا كويكب “بينو” المثير للاهتمام، ربما يكون منح الحياة لكوكب الأرض في بدايات تشكّله.

وقد درست عدة بعثات أرسلتها ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية “إيسا” والوكالة اليابانية “جاكسا” مؤخرا بعض هذه الأجرام السماوية الغامضة وتوصلت إلى اكتشافات مذهلة، وستكون بعثة “لوسي” أول من سيستكشف كويكبات طروادة المشتري (كويكبات تروجان)، وستلقي نظرة على 6 كويكبات منها عن قرب.

وبعد عامين وصل مسبار “أوسايرسركس” في ديسمبر/كانون أول 2018 لوجهته كويكب “بينو”، وهو من النوع الكربوني، مثل الأرض، وستكون ذروة المغامرة عندما يلمس ذراع المسبار سطح الكويكب ويأخذ العينات ليرسلها إلى الأرض، وستمكننا دراسة تلك العينات من الإجابة على تساؤلات كأصل البشرية والمجموعة الشمسية، فالكويكب مثل أمثاله هو بقايا عملية تشكل الكواكب.

و”بينو” هو واحد من مئات آلاف الكويكبات التي تسبح في مجموعتنا الشمسية، شكلها غير منتظم تحوي تجاويف، وهي منتشرة في الفضاء في أماكن متعددة، وتدور غالبا في مدار الكوكب الذي بقيت بعد عملية تشكله، وأشهرها كويكبات طروادة المشتري، وأيضا قمرا المريخ وبعض أقمار نبتون وأورانوس، ولكن بأعداد أقل.

“أومواموا”.. رسول فائق السرعة بين نجمين

في أكتوبر/تشرين الأول 2017 رصد العلماء مرور كويكب غريب جدا حول الأرض، طوله يزيد عن عرضه بثلاثة أضعاف على الأقل، بلغت سرعته 87 كم/ثانية، وهي سرعة فائقة يستحيل معها أن يكون هذا الجرم من مجموعتنا، وقد أسموه “أومواموا”، وهي كلمة من هاواي معناها المبعوث البعيد الأول، وهو أول كويكب بين نجمين (أي من مجموعة شمسية أخرى) يراه العلماء على الإطلاق.

قام العلماء بتحليل التركيب الكيميائي لهذا الكويكب باستخدام التصوير الطيفي، ووجد أنه مائل للأحمر وربما جاء من الجزء الداخلي في مجموعته، ويبقى مكمن اللغز في سرعته التي تفوق سرعة أي جرم في مجموعتنا، وقد أبدى هذا الكويكب مقاومة مثيرة للجاذبية، وغازات تنبعث دون وجود غبار، وهذا أمر مستغرب وغامض بالنسبة للأجسام في مجموعتنا.

أنواع الكويكبات.. ثروة معدنية هائلة وطاقة لا تنضب

تندرج أنواع الكويكبات تحت ثلاثة تصنيفات: “سي” و”أس” و”أم” وتعتبر كويكبات “سي” الكربونية الأكثر شيوعا، ويعتقد أن تكوينها مشابه للشمس إلا أنها تفتقر للهيدروجين والهيليوم، وهي غامقة وتعتبر من أقدم الأجسام في المجموعة. وكويكبات “أس” الصخرية مكونة من السيليكا والحديد والنيكل، أما كويكبات “أم” معدنية، ولونها أفتح من كويكبات “سي” وتتكون من معادن ممزوجة بالصخور.

يمكن التعرف على مكونات الكويكبات بواسطة تحليل مكونات النيازك التي تسقط على الأرض، ويقوم فريق دراسة المعادن في كلية كولورادو بفحص عينات أي نيزك بدقة عالية، وتحديد نسبة المعادن المختلفة فيه. ويقع ذلك بطريقة معقدة تعتمد إطلاق سيل من الإلكترونات تجاه شريحة من العينة لا يزيد سمكها على ميكرون واحد، ودراسة الطيف الناتج عن التفاعل.

وتعتبر جميع الكويكبات بغض النظر عن تكوينها بقايا صخرية من التشكل المبكر لمجموعتنا الشمسية قبل 4.6 مليار عام، وتكشف لنا أسرار ماضينا السحيق، وتساعدنا في استكشاف أصل الحياة على الأرض، إذ تفترض بعض النظريات أن الكويكبات مسؤولة عن جلب العناصر الأولية للحياة البدائية على كوكب الأرض منها المياه.

وقد تشكل الكويكبات خطرا جوهريا على الأرض، فبعضها منها يمر بالقرب منا، ويراقب العلماء هذه الكويكبات التي تتقاطع مساراتها مع مدار الأرض وتلك التي تبعد عنا مسافة 45 مليون كيلومتر، وقد تمكن العلماء من تحديد جميع الكويكبات التي يبلغ قطرها كيلومتر واحد فأكثر، لكن عدد الأجرام الأصغر غير المكتشفة كبير جدا وما تزال تشكل خطرا.

حفرة غرينلاند.. آثار مرعبة لضيوف الأرض القاتلة

يعتبر كويكب “بينو” الذي هو هدف رحلة “أوسايرسركس” الأكثر خطرا على الأرض، على الرغم من أن احتمالات اصطدامه قليلة نسبيا. وما تزال ناسا غير قادرة على التحكم في مسار أي كويكب أوتغييره، وتنصب دراسات رحلة أوسايرسركس على فهم طبيعة دوران “بينو”، ومحاولات التأثير في مساره مستقبلا.

لا توجد حاليا خطة دولية منسقة لحماية الأرض من الكويكبات، ولكن توجد منظمات غير حكومية تركز على هذه المسألة، ومن أنشطها مؤسسة “بي 6-12” التي تحاول توجيه القرار العالمي باتجاه الدفاع الكوكبي، وتعمل على أن تكون معلومات الكويكبات متاحة لصانعي القرار على المستوى الدولي.

حفرة نيزكية شمال جزيرة غرينلاند مغطاة بكيلومتر من الجليد، قطرها 31 كليومترا وهي أكبر من مدينة باريسوقد عثر في الأرض على بعض الحفر الموجودة منذ ملايين السنين، وهي على قدر من السعة يمكنها من استيعاب مدينة كبيرة أو حتى دولة صغيرة، إحداها شمال جزيرة غرينلاند، وهي مغطاة بكيلومتر من الجليد، وقطرها 31 كليومترا، وبعمق 300 متر، وقد تشكلت قبل 3 ملايين سنة بسبب سقوط نيزك قطره كيلومتر واحد.

قد يكون تكرار مثل هذا الحادث كارثيا، ولذا بدأت الحكومات بالتفكير جدّيا في هذا التحدي، وأحرزت تقدما في العقد الأخير. وباستخدام تلسكوب المسح الشامل الكبير التابع لمؤسسة العلوم الوطنية الأمريكية ومع اختيار تلسكوب الفضاء “نيوكام” كمرشح؛ سيتمكن العلماء خلال عقد تقريبا من رصد 90% من الكويكبات القريبة التي يزيد قطرها عن 140 متر.

حطام جليد الماء والمواد العضوية.. أسرار المذنبات

تعتبر الكويكبات من أقدم الأجرام في المجموعة الشمسية، ولأنها شهدت المراحل الأولى لتشكل الأرض فإنها تمنحنا معلومات أساسية حول أصل الحياة، حيث يعتقد أنها هي التي أوصلت عناصر الحياة في مراحلها المبكرة، وتشترك معها المذنبات في ماضيها السحيق، إلا أن المذنبات تتكون من الجليد والغبار والمواد الصخرية والعضوية. ويصبح لها ذيل من غاز وغبار عند مرورها قرب الشمس.

وقد انطلقت بعثتان تستهدفان دراسة أسرار المذنبات، أولهما “ديب إمباكت” التابعة لناسا، والأخرى “روزيتا” التابعة للوكالة الأوروبية، وقد وصل مسبار “ديب إمباكت” للمذنب (تمبل ون) في يوليو/تموز 2005، ونجح في إطلاق مصادم لسطح المذنب أسفر عن انطلاق وميضٍ ساطع تبين أنه حطام جليد وغبار، وأمكن فيما بعد اكتشاف أن المذنب يحوي مواد عضوية وجليد ماء.

وقد انتظر البشر عقدا آخر قبل أن تتوجه بعثة ثانية لاكتشاف المزيد عن هذه الأجرام الطائرة، فتوجهت مركبة “روزيتا” (نسبة لحجر رشيد الذي ترجم اللغة الهيروغليفية) إلى المذنب “بي67-تشيريموف-جيراسيمنكو”، وفي نوفمبر/تشرين الثاني 2014 أحدثت البعثة علامة فارقة عندما نجحت بوضع مسبار (فيليه) على سطح المذنب، وجمعت عن المذنب خصائص كثيرة، ورسمت صورة معقدة لتطوره.

وقد توصلت البعثة إلى أنه من المستبعد جدا أن تكون المذنبات هي التي نقلت الماء إلى الأرض كما كان يعتقد سابقا، أما فيما يتعلق بالمواد العضوية فما يزال النقاش جاريا، فالمذنبات تحوي كثيرا من مركبات المواد العضوية، وقد يكون بعضها نقل إلى سطح الأرض، ولكن ليس من الواضح ما إن كانت لعبت أدوارا مهمة في نشأة الحياة.

غزو الكويكبات.. دراسات معمقة على أسئلة النشأة

أما فيما يتعلق بالكويكبات، فما زالت بعض النظريات تفترض أنها زرعت مكونات الحياة على الكوكب، وبقي أن يحدد العلماء نسبة الماء عليها لتأكيد هذه النظريات، وهذا ما تعمل عليه بعثتان علميتان الآن؛ بعثة “هايابوسا2” اليابانية لكويكب “ريوغو”، وبعثة “أوسايرسركس” لكويكب “بينو”، وستجمع البعثتان عينات لإرسالها إلى الأرض لمزيد من الدراسات المعمقة.

وقد نجحت “هايابوسا” في الوصول إلى “ريوغو” في يونيو/حزيران 2018 وأنزلت على سطحه ثلاث مركبات متنقلة، وأرسلت للأرض صورا مذهلة فعلا، وجاءت ذروة المهمة في فبراير/شباط 2019، عندما قامت المركبة الرئيسية بمناورة الهبوط الأول، واستطاعت الحصول على عينة من تراب الكويكب، وتأمل “هايابوسا” بجلب 10-20 ملغم من المواد لدراستها.

المهمة الأخرى كانت لـ”أوسايرسركس” من ناسا، والهدف كويكب “بينو”، وقد وصلت إليه في ديسمبر/ كانون الأول 2018 بعد أن قطعت 1.9 مليار كيلومتر، ومن المقرر إعادة عينات من هذا الكويكب إلى الأرض في 2023، وستجيب عن بعض أهم الأسئلة مثل نشأة المجموعة الشمسية وأصل الحياة على الأرض، وستحدد خصائص “بينو” الكيميائية والفيزيائية.

ومن خلال دراسة هذه الأجسام الصغيرة يمكن التوصل إلى كيفية تجمع وتشكّل كواكب المجموعة، وعن الفترة الزمنية التي أثرت فيها على السطح البدائي لكوكب الأرض، إذ يفترض العلماء أن بداية الكون تشكلت من غبار وغازات تجمعت لتشكل الكويكبات، ثم تراكمت لاحقا لتشكيل الكواكب الكبيرة، وهذه الكويكبات الموجودة الآن هي بقايا عملية البناء التي بدأت قبل 4.5 مليار سنة.

مجاورة العمالقة.. لغز الكواكب القزمة التي لم تكتمل

من أكبر الأجرام التي يمكن أن تكشف لنا عن بعض أسرار نشأة المجموعة الشمسية في حزام الكويكبات بين مداري المشتري والمريخ، كويكبا “فيستا” (Vesta) و”سيريس” (Ceres)، وهما جرمان كبيران لم تكتمل عملية بنائهما ليصبحا كوكبين مكتملين، وقد دارت مركبة “دون” (Dawn) من ناسا حول الجسمين وأثبتت بشكل قاطع أنهما مختلفان كثيرا عن الكويكبات العادية.

يصنف هذان الكويكبان من الكواكب القزمة، مع أن قطر الأول يبلغ 900 كيلومتر، بينما قطر الآخر 500 كيلومتر. وقد أنهت “دون” مهمتها في نوفمبر/تشرين ثاني 2018، واتخذت لنفسها الآن مدارا حول “سيريس” ستبقى فيه عدة عقود. ويرى العلماء أن بعض النيازك التي وصلت إلى الأرض لها نفس خصائص “فيستا” و”سيريس”، وهذا عامل مشجع لدراسة معمقة لهذين الكوكبين القزمين.

كما درست المركبة الكويكب “سيريس”، أكبر جسم في حزام الكويكبات، وكشفت أنه محيط جليدي، تفاعلت فيه المياه والأمونيا مع حجارة السليكات. ويفسّر العلماء عدم اكتمال تحول هذه الكويكبات إلى كواكب كاملة بسبب وجوده بالقرب من الكواكب الضخمة المضطربة كالمشتري، والتي تعيق اكتمال بناء هذه الكويكبات لتصبح كواكب مكتملة.

“سايكي”.. فرصة استكشاف نواة كوكب لم يكتمل

بقي الكثير من الألغاز التي لم تحل، ومنها: ما هو لبّ الكواكب الكبيرة؟

يمكن دراسة بواطن الكواكب الكبيرة بطرق غير مباشرة، ولكن من المستحيل التعمق في نواة أي جسم كبير، بما في ذلك الأرض، ومع ذلك فإن كويكبا نادرا مثل “سايكي 16” (16 Psyche) يمكن أن يقدم لنا فرصة استكشاف لبّ جسم يشبه الكواكب دون حفر، إذ يبدو أن “سايكي 16” هو بحد ذاته نواة لكوكب لم يكتمل، تتكون من الحديد والنيكل.

هنالك بعثة متوجهة إلى هذا كويكب “سايكي” النادر هي بعثة “سايكي” التي سترسلها ناسا، وتهدف إلى الإجابة عن تلك الأسئلة الوجودية الكبرى من خلال دراسة هذا الكويكب، من المقرر بدء البعثة في يوليو/تموز 2022، وستصل إلى هدفها في 2026، وستساعد في فهم إحدى اللبنات الرئيسية لتشكيل الكواكب التي لم تستكشف من قبل؛ إنها النواة الحديدية.

كنز الكويكبات.. أسرار النشأة ومخازن الموارد الطبيعية

سيزور مسبار “لوسي” ستة من كويكبات طروادة، وهي الكويكبات التي تتبع المشتري في مداره، وعلى الرغم من أنها تشغل حيزا صغيرا جدا في الفضاء، فإنها تختلف فيزيائيا عن بعضها بشكل كبير، لقد تشكلت في مواقع مختلفة من القرص المحيط بالمشتري، وقد انطلقت “لوسي” في أكتوبر/تشرين أول2021 في محاولة لفهم نشوء النظام الشمسي وتطوره.

وإضافة إلى كونها قد تكشف لنا عن أسرار نشأة المجموعة الشمسية والحياة، فإن الكويكبات تعتبر مصدرا لا نهائيا للموارد الطبيعية كالماء والمواد العضوية والمعادن الثمينة، وقد توفر الوقود للمركبات الفضائية، بل وللأرض لاحقا، وقد تصبح نقاط استراحة للمركبات والمحطات الفضائية أو حتى نقاط انطلاق إلى وجهات أبعد.