المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

علم الفيزياء
عدد المواضيع في هذا القسم 11580 موضوعاً
الفيزياء الكلاسيكية
الفيزياء الحديثة
الفيزياء والعلوم الأخرى
مواضيع عامة في الفيزياء

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر
تنفيذ وتقييم خطة إعادة الهيكلة (إعداد خطة إعادة الهيكلة1)
2024-11-05
مـعاييـر تحـسيـن الإنـتاجـيـة
2024-11-05
نـسـب الإنـتاجـيـة والغـرض مـنها
2024-11-05
المـقيـاس الكـلـي للإنتاجـيـة
2024-11-05
الإدارة بـمؤشـرات الإنـتاجـيـة (مـبادئ الإنـتـاجـيـة)
2024-11-05
زكاة الفطرة
2024-11-05

Complexolysis
29-11-2017
Terminators
11-6-2020
التفسير الاجتهادي
15-10-2014
Hadamard Factorization Theorem
22-11-2018
معنى كلمة ثرب
9-12-2015
التخطيط في العلاقات العامة
2023-05-01


السباق إلى القمر والكواكب  
  
728   01:33 صباحاً   التاريخ: 2023-06-04
المؤلف : مايكل جيه نيوفلد
الكتاب أو المصدر : رحلات الفضاء
الجزء والصفحة : ص62–67
القسم : علم الفيزياء / الفيزياء الحديثة / علم الفلك / تاريخ وعلماء علم الفلك /


أقرأ أيضاً
التاريخ: 2023-09-11 929
التاريخ: 1-6-2016 2647
التاريخ: 2023-09-16 975
التاريخ: 2023-09-14 881

كان أول قمرين من أقمار «سبوتنيك» الصناعية ثمرةً لسباق القمر ونجم عنهما تفوق السوفييت ثلاث مراتٍ على الأمريكان في 1959: الحوم بالقرب من القمر، والهبوط عليه، ثم تصوير الجانب البعيد منه. وفيما يتعلق بالعلم والاستكشاف، كانت الثالثة هي الأهم، حيث إنَّ الصور التليفزيونية المنخفضة الدقة التي أنتجها «لونا 3» لم تُظهر تقريبًا أي سهول لافا مُظلمة ومستوية مثل تلك التي تُكون معظم الجانب المواجه للأرض. فشلت برامج «بيونير» الأمريكية المنافسة كبعثات للقمر، ولكن ثلاث مركبات فضاء مُبكّرة أرسلت بيانات فيزيائية فضائية على مسافات قياسية تصل إلى عشرات الآلاف، بل مئات الآلاف من الأميال.

انخرطت القوَّتان العُظميان على الفور في سباق مكانة للوصول إلى أقرب الكواكب، الزهرة والمريخ. وهنا انعكس نمط النجاح؛ فكلُّ مركبات الفضاء السوفييتية، التي بلغ عددها تسع عشرة مركبة، التي أُطلقت قبل 1966 سقطت ضحية لأعطال أو مشاكل في المعززات الصاروخية أثناء رحلاتها التي تستغرق شهورًا للوصول إلى أهدافها. أما مختبر الدفع النفاث التابع لوكالة ناسا الذي حمل على عاتقه دور المركز الرئيسي الأمريكي لرحلات القمر والكواكب، فقد نجح في محاولتين من أربع محاولات؛ إذ حلق بالقرب من الزهرة في ديسمبر 1962، والمريخ في يوليو 1965. وأكدت تجربة «مارينر 2» الوحيدة أنَّ سطح كوكب الزهرة المغلف بالسحب كان ساخنًا لدرجةٍ تُذيب الرصاص، ومن ثم فهو غير مأهول. وأعربت الصُّوَر الإحدى والعشرون التي التقطها «مارينر 4» عن أنَّ كوكب المريخ كان أقل غرابة، ولكنه لا يزال يبدو مليئًا بفُوَّهات البراكين، مثله في ذلك مثل القمر، ومن الصعب العيش فيه. كانت كلتا البعثتين ضربتين قاسيتين مُبكرتين للأمل في اكتشاف حياة خارج نطاق كوكب الأرض، على الأقل بأشكال أبسط. لقد كان أكثر ما يُثير المواطنين العاديين في دعم استكشاف الكواكب، بصرف النظر عن مكانة دولتهم في سباق القوى العظمى، هو إمكانية وجود حياة على أحدها. 4

في ظل تسارع سباق القمر المأهول، استثمرت كلتا القوتين في بعثات لتحديد خصائص سطح القمر واختيار مواقع الهبوط الممكنة. وأصبحت الأولوية لاستكشاف إمكانية الهبوط، على حساب العلم، خصوصًا في الولايات المتحدة، حيث أحبطت سياسة ناسا الكثير من العلماء. وأجرت البعثات المبكّرة لمركبة الفضاء «رينجر» التابعة مختبر الدفع النفاث المزيد من التجارب، بما فيها كُرة مُغلفة بخشب البالسا «للهبوط القاسي» لمقياس زلازل على سطح القمر. ولكنَّ فشَلَ خمس بعثات متتالية أدى إلى تحقيق الكونجرس مع مختبر الدفع النفاث وإلى اتخاذ قرار بالتركيز على نقل صور للسطح في طريق التصادم. ثم فشلت مركبة الفضاء المبسطة مرةً أخرى. وأخيرًا، في يوليو 1964، حَظِيَت الولايات المتحدة بأول نجاحٍ لها في مهمة قمرية على متن «رينجر 7»، وتلَتْ ذلك مهمتان أُخريان على متن مركبتي «رينجر» أيضًا في بداية 1965. كذلك أسقطت ناسا معظم تجاربها من مركبة الهبوط القمري «سيرفيور»، التي نجحت أخيرا، بعد تأخير طويل، في ملامسة القمر لأول مرة في يونيو 1966. ولكن تفوقت عليها مركبة الفضاء السوفييتية «لونا 9»، التي نجحت في الهبوط في فبراير. وأوضحت كلتا البعثتين أنَّ سهول اللافا على الأقل قادرة على تحمُّل ثِقَل مركبة فضاء ضخمة، ودحَضَتا نظرية أن يكون السطح مدفونا تحت قدم واحد من المسحوق الناعم.5

في العام نفسه، كانت المركبة السوفييتية «لونا 10» أول مركبة تدور في مدار حول القمر، وسرعان ما تبعثها مركبة «لونار أوربيتر» التابعة لوكالة ناسا، التي بدأت برنامج رسم خرائط ناجحًا جدًّا مجهَّزا بكاميرا مأخوذة من برنامج قمر صناعي تجسسي سري. بعد أن صَوَّرت أول ثلاث مركبات في سلسلة لونار أوربيتر» مواقع هبوط المركبة «أبولو» بدقة عالية وضعت المركبتان «لونار أوربيتر 4» و «لونار أوربيتر 5» في مدارات قطبية أعلى، الأمر الذي جعلهما قادِرتين على إنجاز خريطة مصورة شاملة ذات قيمة كبيرة في فهم تاريخ القمر. خلاصة القول إنه على الرغم من أنَّ الاتحاد السوفييتي قد حاز قصب السبق مرات، فإنَّ الولايات المتحدة جمعت بيانات أكثر بكثير ذات قيمة عالية سواء للاستكشاف المأهول أو للعلم.

في حين تم إقناع الجماهير الأمريكية ببرنامج «أبولو» باعتباره برنامجًا علميًّا من ناحية، ووسيلة لكسب سباق المكانة من ناحية أخرى، كان من الضروري تهدئة المجتمع العلمي لأن من الواضح أنَّ العِلم لم يكن هو الهدفَ المُبتَغى الأول. في 1958، شكّلت الأكاديمية الوطنية للعلوم مجلس علوم الفضاء، مُبتكرةً أثناء ذلك اسم هذا العلم الجديد. بعد ثلاث سنوات، كان على العالم الأمريكي الرائد لويد بيركنر أن يجتهد لإقناع أعضاء هذا المجلس بدعم قرار الرئيس كينيدي بإنفاق مليارات على برنامج «أبولو»، على أمل أن يجري تمويل برامج العلوم الروبوتية أيضًا. وفي ظل قيادة المهندسين للبرنامج المأهول واحتلال الطيارين لجميع المقاعد حتى آخر عملية هبوط على سطح القمر، عندما اعتلى الجيولوجي هاريسون شميت متن المركبة «أبولُّو 17»، لم يكن واضحًا على الإطلاق أنَّ العلم سينال اهتمامًا كبيرًا. 6

لكن الحقيقة المفاجئة هي أنَّ برنامج «أبولو» كان ذا إسهام واضح كبير في علوم النظام الشمسي والقمر، نظرًا إلى أنَّ كل عملية هبوط ناجحة كانت تُوزّع على سطح القمر مقاييس زلازل وغيرها من المعدات وتجلب معها عيّنات شديدة التنوع من الصخور والتربة – بلغ وزنها أكثر من 800 رطل بنهاية البرنامج. وكانت آخر ثلاث بعثات تحمل على متنها طوافات قمرية، مما زاد من نطاق حركة رواد الفضاء، وأتاح لهم الهبوط في مواقع أكثر تحديًا وإثارة. التقط جميع الطيارين في المركبات المدارية الأم صورا، ولكن آخر ثلاث رحلات كان على متنها حُجرة علمية مخصَّصة لعمَل خرائط مدارية، وتحتوي على أجهزة رادار ومعدات لاكتشاف توزيع العناصر على سطح القمر. وعندما تمت معالجة جميع العينات والبيانات، أتاحت تحديد التواريخ الدقيقة لتكون القمر وملامحه الأساسية. وأوضحت أنه كان يُوجد في بداية النظام الشمسي موجات من تصادمات الكويكبات، ملقيةً الضوء على تكون ونشوء النظام الأرضي - القمري وغيرها من الأجسام الكوكبية.7

أتْمَرَ التشديد على التقاط الصور من على متن مركبات الفضاء الأمريكية وتحليل العينات التي أعادتها مركبات «أبولو» عن إعادة تشكيل علوم الكواكب في الولايات المتحدة عن طريق توسيع دور الجيولوجيين توسيعا هائلًا. دعم تمویل ناسا ازدهار علوم الفضاء بوجه عام، ممَّا أدى إلى توسع عدة مؤسسات جامعية؛ ومنها: قسم جيولوجيا الأجرام السماوية التابع لوكالة الماسح الجيولوجي الأمريكي في فلاجستاف بأريزونا؛ ومرصد سميثونيان للفيزياء الفلكية في كامبريدج بماساتشوستس؛ ومختبر الدفع النفاث في باسادينا بكاليفورنيا؛ ومركز جودارد لرحلات الفضاء وهو أحد مراكز البحث العلمي التابعة لناسا ويقع في ماريلاند، ويُركّز على الأقمار الصناعية العلمية التي تدور في مدار حول الأرض.

في الاتحاد السوفييتي، أدى حدوث تغييرين مؤسَّسِيَّين مُهمين في 1965 إلى دعم مجتمع علوم الفضاء وبرنامج القمر والكواكب الروبوتي. أسست أكاديمية العلوم السوفييتية معهد أبحاث الفضاء، بتمويل من الوزارة التي كانت تسيطر على مكاتب ومصانع تصميم الصواريخ. وكان يستند إلى عمل معهد فيرنادسكي، الذي كان يُركّز بشكل جوهري على فيزياء الأرض والجيولوجيا في ذلك العام نفسه، نقل سيرجي كوروليف البرنامج الروبوتي إلى مكتب تصميمات لافوتشكن، الذي كان يرأسه جورجي باباكين؛ لأنَّ مؤسسته كانت مُنشغلة للغاية برحلات الفضاء المأهولة ومشروعات الصواريخ الباليستية. كان فريق باباكين قادرًا على التركيز على الموثوقية، على الرغم من أنهم كانوا يُعانون من مشاكل في مركبات الإطلاق التي تُوفّرها شركات أخرى.8

أعقب الإنجازات التي حققتها مركباتُ «لونا» السوفييتية في 1966 سلسلة من النجاحات في كوكب الزهرة. اخترقت «فينيرا 4» بنجاح غلافه الجوي في 1967. وأصبحت «فينيرا 7» في 1970 أول مركبة فضاء تهبط على سطح كوكب آخر وتنقل بيانات منه، بعد أن تمت تقويتها بحيث تتحمل الضغوط الطاحنة للضغط الجوي ودرجات الحرارة الشديدة الارتفاع لسطح كوكب الزهرة. فيما بعد أعادت مركبة الفضاء صورا، على الرغم من عدم استمرار أي مركبات هبوط أكثر من ساعة أو اثنتين بسبب الحرارة الشديدة المحيطة بها من الخارج وحالف لافوتشكن النجاح في السبعينيات من القرن العشرين في البعثات القمرية؛ إذ رجع بثلاث عيناتٍ صغيرة من تُربة القمر وتجول بطوافتين على سطحه من ناحية أخرى، وجد السوفييت كوكب المريخ مُحبِطَا؛ إذ فشلت بعثات عديدة للصعود إليه، وفي حين كانت «مارس 3» أول مركبة فضاء تهبط على سطحه، في 1971، فقد توقفت عن العمل تمامًا بعد هبوطها بعشرين ثانية. ونظرًا لأنَّ الولايات المتحدة كانت قد نجحت في الوصول إلى المريخ بمركبة فضاء أكثر تعقيدًا، قرّرت قيادة برنامج الفضاء السوفييتي أن تُركّز على المنطقة الوحيدة التي حالفها النجاح فيها، وهي كوكب الزهرة. 9

 

شکل: کارل ساجان يقف مع نموذج لمركبات الهبوط «فايكينج» التي قامت عام 1976 بأول عملية هبوط ناجحة على سطح المريخ، وأظهرت أنه لا توجد أشكال حياة يمكن اكتشافها بسهولة هناك. كان ساجان أحد علماء البعثة الرئيسيين، ولكنه كان أيضًا أهم مروّج لرحلات الفضاء وعلم الفلك والحياة خارج كوكب الأرض بعد عام 1970 (المصدر: ناسا / مختبر الدفع النفاث).

 

من الجانب الأمريكي، عزّز سباق الفضاء ما سُمِّي وقتها «العصر الذهبي لاستكشاف الكواكب» الذي استمر من السبعينيات وحتى الثمانينيات من القرن العشرين، كانعكاس للاستثمارات التي بذلت في الستينيات، حتى بعد خفض ميزانيات ناسا، أسفر القمر الصناعي «مارينر 9» التابع لمختبر الدفع النفاث، الذي أصبح في عام 1971 أول قمر صناعي يتَّخِذ مدارًا حول المريخ ويرسم خريطة عامة له، عن منظر غاية في الإثارة والأهمية علميًّا، إذ ظهرت براكين عملاقة ووديان وأدلة على ماضٍ سحيق حفرت فيه الفيضانات الغزيرة قنوات عديدة. حقق برنامج «فايكينج» نجاحًا فنيًّا باهرًا في صيف 1976 بمركبتين مداريتين تحملان مركبتي هبوط صُمِّمت جميعها في مركز لانجلي التابع لوكالة ناسا؛ أدت المركبات الأربع مهامها بنجاح. ركّزت مركبتا الهبوط على اكتشاف حياة، ولكن رغم بعض الجدل المثار، اتَّفق المجتمع العلمي بأسره على عدم اكتشاف أي حياة على سطح المريخ. وما يدعو إلى السخرية أنَّ هذه النتيجة كانت كفيلة بأن تَئِد اهتمام العامة والعلماء على حدٍّ سواء باستكشاف المريخ لجيل كامل. 10

إبان تلك الفترة، وصلت مركبة الفضاء «مارينر 10» إلى عطارد في 1974 من خلال رحلة قامت بها للتحليق بالقُرب من كوكب الزهرة. فكانت أول مركبة فضاء تُحلّق في مسارات «الجاذبية المساعدة». ونجحت «بيونير 10» و «بيونير 11» في الوصول إلى المشتري، بينما نجحت «بيونير 11» في الوصول إلى زُحل بمساعدة «المشتري». وكان الإنجاز الأعظم هو ذلك الإنجاز الذي حققه برنامج «فويدجر». وصلت مركبتا فضاء أُطلقتا في 1977 إلى هذين الكوكبين بين عامي 1979 و1981؛ من ثم حلقت «فويدجر 2» بالقُرب من أورانوس في 1986 ونبتون في 1989. كانت كلتاهما مثل مركبتا «بيونير»، تسيران بسرعة كبيرة في مسارات للخروج من النظام الشمسي. وفي 2012، اكتشفت «فويدجر 1» نهاية نطاق تأثير الرياح الشمسية وقاسَت الجُسيمات والحقول المغناطيسية بين النجوم. كلُّ هذه المهام كانت إنجازات مذهلة للولايات المتحدة، التي وصلت إلى كل الكواكب الكبرى، فيما عدا بلوتو (الذي اعتُبر فيما بعد كوكبًا قزَمًا) بحلول نهاية الحرب الباردة. وخلفت كل هذه الرحلات ثروةً ضخمة من المعلومات حول الكواكب والأقمار الجليدية الخاصة بالكواكب الغازية العملاقة، الأمر الذي وسع نطاق معرفة أصل النظام الشمسي ونشوئه.

________________________________________

هوامش

(4) Wesley T. Huntress Jr. and Mikhail Ya. Marov, Soviet Robots in the Solar System: Mission Technologies and the Discoveries (Chichester, UK: Springer Praxis, 2011), 67–142; Edward Clinton Ezell and Linda Neuman Ezell, On Mars: Exploration of the Red Planet, 1958–1978 (Washington, DC: NASA, 1984), 25–50.

(5) Koppes, JPL, 113–133, 161–184.

(6) Needell, Science, 155–162.

(7) William David Compton, Where No Man Has Gone Before: A History of Apollo Lunar Exploration Missions (Washington, DC: NASA, 1989).

(8) Huntress and Marov, Soviet Robots, 21–25.

(9) Ibid., 143–366.

(10) Robert S. Kraemer, Beyond the Moon: A Golden Age of Planetary Exploration, 1971–1978 (Washington, DC: Smithsonian Institution Press, 2000); Ezell and Ezell, On Mars; W. Henry Lambright, Why Mars: NASA and the Politics of Space Exploration (Baltimore: Johns Hopkins University Press, 2014), 17–69.

 




هو مجموعة نظريات فيزيائية ظهرت في القرن العشرين، الهدف منها تفسير عدة ظواهر تختص بالجسيمات والذرة ، وقد قامت هذه النظريات بدمج الخاصية الموجية بالخاصية الجسيمية، مكونة ما يعرف بازدواجية الموجة والجسيم. ونظرا لأهميّة الكم في بناء ميكانيكا الكم ، يعود سبب تسميتها ، وهو ما يعرف بأنه مصطلح فيزيائي ، استخدم لوصف الكمية الأصغر من الطاقة التي يمكن أن يتم تبادلها فيما بين الجسيمات.



جاءت تسمية كلمة ليزر LASER من الأحرف الأولى لفكرة عمل الليزر والمتمثلة في الجملة التالية: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation وتعني تضخيم الضوء Light Amplification بواسطة الانبعاث المحفز Stimulated Emission للإشعاع الكهرومغناطيسي.Radiation وقد تنبأ بوجود الليزر العالم البرت انشتاين في 1917 حيث وضع الأساس النظري لعملية الانبعاث المحفز .stimulated emission



الفيزياء النووية هي أحد أقسام علم الفيزياء الذي يهتم بدراسة نواة الذرة التي تحوي البروتونات والنيوترونات والترابط فيما بينهما, بالإضافة إلى تفسير وتصنيف خصائص النواة.يظن الكثير أن الفيزياء النووية ظهرت مع بداية الفيزياء الحديثة ولكن في الحقيقة أنها ظهرت منذ اكتشاف الذرة و لكنها بدأت تتضح أكثر مع بداية ظهور عصر الفيزياء الحديثة. أصبحت الفيزياء النووية في هذه الأيام ضرورة من ضروريات العالم المتطور.