مهمة عينة السحابة الجريئة في الصين إلى فينوس

في بعض الوقت في السنوات العشر القادمة ، تهدف مهمة صينية إلى القيام بما لم يتم القيام به من قبل: جمع جزيئات السحابة من فينوس وإعادتها إلى المنزل. لكن تحقيق هذا الهدف سيعني التغلب على واحدة من أكثر البيئات عدائية في النظام الشمسي – تتكون غيوم الكوكب الرائعة في المقام الأول من قطرات من حمض الكبريتيك.

عندما كشفت الصين عن خارطة طريق طويلة الأجل لعلوم الفضاء واستكشافها في الخريف الماضي ، شملت المرحلة الثانية (2028-2035) مهمة عينة في الزهرة غير مسبوقة. كما هو معتاد بالنسبة للبعثات الفضائية الصينية ، تم نشر القليل من التفاصيل. لكن المعلومات في عرض تقديمي حديث على وسائل التواصل الاجتماعي الصينية تمنحنا نظرة جديدة على خطط المهمة المبكرة.

تُظهر الشريحة أن الأسئلة العلمية الرئيسية التي يتم استهدافها تشمل إمكانية الحياة على فينوس ، وتطور الكوكب في الغلاف الجوي ، وغموض امتصاص الأشعة فوق البنفسجية في غيومه. ستحمل المهمة جهاز جمع العينات وكذلك معدات التحليل في الغلاف الجوي في الموقع. البحث عن الحياة ، جزئيًا ، بسبب الاهتمام الناتج عن دراسة مثيرة للجدل نشرت في علم الفلك الطبيعةفي عام 2020 الذي اقترح أن آثار الفوسفين في جو فينوس يمكن أن تكون مؤشرا على عملية بيولوجية.

فينوس عينة تحديات مهمة العودة

قادت سارة سيجر ، أستاذة في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا) ، فريقًا إلى تجميع اقتراح مهمة عودة عينة فينوس في عام 2022. لم تختار ناسا الاقتراح ، لكن فريقها استمر في العمل ، بما في ذلك التجارب مع حمض الكبريتيك المركّز. “على الرغم من أن الحمض النووي الخاص بنا لا يمكن أن يبقى على قيد الحياة ، فقد بدأنا في إظهار ذلك [a] عدد المتزايد من الجزيئات العضوية ، الجزيئات الحيوية ، مستقرة. لذلك نحن نتصور أنه يمكن أن تكون هناك حياة على فينوس “. IEEE Spectrum.

تقدم مقترحات المهمة مثل معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا نافذة على التحديات التقنية الشاقة التي يواجهها فريق الصين. الوصول إلى كوكب الزهرة ، ودخول أجواءها السميكة ، وجمع العينات والعودة إلى مدار الزهرة إلى مدار انتظار لإعادة العينات إلى الأرض ، وكلها تأتي مع تحديات مختلفة. لكن المردود العلمي المحتمل يجعل هذه العقبات تستحق التطهير.

اقترح فريق معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا بالون المغطى بتيلون قادرًا على مقاومة تآكل الحمض الذي يطفو عبر السماء دون الحاجة إلى الدفع والوقود والكتلة المرتبطة به. وعلى العكس من ذلك ، فإن العرض الأولي للصين يظهر مركبة مجنحة ، مما يشير إلى أنها تتابع مسارًا معماريًا مختلفًا.

“سيكون من المدهش الحصول على عينات في متناول اليد لحل بعض الألغاز الكبيرة على فينوس.” SARA SEAGER ، معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا

يقول راشانا أغراوال ، زميل ما بعد الدكتوراه في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ، إن اثنين من التحديات الرئيسية مرتبطة بالعمليات داخل السحب. أحدهما يتنقل عبر السحب الكثيفة ، وعادة ما تكون غير شفافة إلى الضوء المرئي. على الرغم من أن هذا ليس أمرًا بالغ الأهمية أثناء أخذ العينات ، إلا أن معرفة مكانك بالضبط ضروري عندما يتعلق الأمر باستخدام صاروخ لإرجاع العينات. مع الصاروخ الذي يحتاج إلى إدخال مدار دقيق. “على فينوس ، ليس لدينا GPS في السحب. لا يمكن للصاروخ رؤية النجوم أو السطح ، ولا يوجد فينوس مجال مغناطيسي” ، يقول Agrawal. تتمثل إحدى الإجابة في إعداد نظام ملاحة عبر الأقمار الصناعية للفنوس للمساعدة في المهمة ، وإضافة إطلاق إضافي وتعقيد.

ستكون هناك حاجة إلى مركبة صعود للحصول على علبة العينة في المدار لإثارة ورصيف مع مدار انتظار. سيكون صاروخ دافع قوي على مرحلتين-وهو يشبه تلك المخطط لها لعمليات MARS عينة من المهمة-واحدة من الخيارات الأكثر بساطة. لكن العمل عن بُعد أو مستقلًا ، سيكون ملايين الكيلومترات من الأرض ، في ظروف غير معروفة ، دقيقة.

يقول Agrawal: “لا نعرف الكثير عن الجو ، لذلك لا نعرف ما هي الظروف المحلية. لذلك قد تكون بيئة ديناميكية للغاية يجب أن يطلقها الصاروخ” ، مضيفًا أن عمليات الإطلاق على الأرض غالباً ما يتم تنظيفها بسبب الرياح الشديدة. سيحتاج العلماء والمهندسون في الصين إلى الإجابة على كل هذه الأسئلة لسحب عودة العينة الخاصة بها. لقد أظهر بالفعل نجاحًا من خلال عودة عينة القمامة من Chang’E-5 و 6 ، من المقرر أن تطلق مهمة أخذ عينات من الكويكب القريبة من Tianwen-2 في أواخر مايو من هذا العام ، وتستهدف إطلاقها في أواخر عام 2028 لمهمة إرجاع عينة Tianwen-3 Mars الطموحة. ستكون التجربة والتكنولوجيا من هذه الجهود مفيدة لزهرة فينوس.

سيتطلب تصميم المهمة المقترح لـ MIT 22 طنًا من المركبات الفضائية ، والهدف النهائي المتمثل في توصيل 10 غرامات من العينات الجوية إلى الأرض. من المحتمل أن يوفر التصميم الصيني نسبة مماثلة. ومع ذلك ، حتى مثل هذه الكمية الصغيرة نسبيًا من المواد يمكن أن تكون ثورية في فهمنا للزهرة ونظامنا الشمسي.

يقول Seager: “أنا متحمس للغاية لهذا”. “حتى لو لم تكن هناك حياة ، فنحن نعرف أن هناك كيمياء عضوية مثيرة للاهتمام ، بالتأكيد. وسيكون من المدهش الحصول على عينات في متناول اليد لحل بعض الألغاز الكبيرة على فينوس.”