ميسنجر (مركبة فضائية)

ميسنجر "MESSENGER" اختصاراً لــ MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry, and Ranging)، هو مسبار فضائي غير مأهول أطلقته وكالة الفضاء الأمريكية ناسا عام 2004. توجه المسبار إلى كوكب عطارد، وهو أقرب الكواكب من الشمس وقام بالدوران حول الشمس والاقتراب من الأرض ثلاثة مرات، مرتين في عام 2008 ودورة عام 2009 ، حتى أتخذ مدارا حول عطارد. قام المسبار بفحوص عديدة عن عطارد -أقرب كواكب المجموعة الشمسية إلى الشمس- عن تكوين جوه وتضاريسه، وقام بقياس مجاله المغناطيسي. استغرقت الرحلة نحو سبعة أعوام حيث قطع المسبار خلالها مسافة ثمانية مليارات كيلومتر. تعتبر أول بعثة لمسبار يتم ارساله ليدور حول عطارد والقيام بالقياسات العلمية وإرسالها إلى الأرض.

الرحلة

مرت سفينة الفضاء ميسنجر خلال رحلتها بكوكب عطارد يوم 14 يناير 2008 مما جعلها أول سفينة تزور هذا الكوكب في قرابة 33عاما. سوف تكتشف وتلتقط صورا عن قرب لتضاريس عطارد. وقبل أن تبدأ الدوران حول المدار عام 2011،سيقوم المسبار بثلاث رحلات مارا بالكوكب الصغير، محلقا على ارتفاع 124 ميل فوق سطحه الصخرى الملئ بالفوهات البركانية بسرعة 15 ألف ميل في الساعة. جمعت كاميرات ميسنجر وغيرها من الادوات المتطورة ذات التكنولوجيا الفائقة أكثر من 1200 صورة وتسجل ملاحظات اضافية خلال مرورها العابر به في يناير 2008 . وستقوم بأول قياسات عن قرب منذ مرور سفينة الفضاء (مارينر) العابر يوم 16 مارس عام 1975 لعطارد.

مناورات رحلة عطارد

يحتاج الوصول إلى عطارد وهو أقرب الكواكب من الشمس إلى تغيرات كبيرة في سرعة المركبة الفضائية. يؤدي اقتراب عطارد من الشمس إلى زيادة سرعة المركبة الفضائية بفعل جاذبية الشمس. ولابد أن يكون هناك طريقة لخفض سرعة ميسنجر خلال تلك الرحلة حيث أن عطارد ليس له جوا غازيا يساعد على كبح سرعة ميسنجر عند الوصول. لهذا تـُستغل مناورات المرور بجاذبية الكواكب القريبة مثل الأرض والزهرة للتوصل إلى ذلك ويؤدي هذا أيضا إلى توفير للوقود المستخدم في عملية خفض السرعة. إلا أن تلك المناورات تطيل الرحلة بنسبة كبيرة. ومن أجل خفض كمية الوقود اللآزمة للكبح يلزم أن يتخذ ميسنجر مسارا في هيئة القطع الناقص. وبالإضافة إلى الفائدة من خفض كمية الوقود تتيح تلك المناورات لميسنجر قياس الرياح الشمسية والمجال المغناطيسي للكواكب على أبعاد مختلفة منها.

أطلق ميسنجر من كاب كانافيرال في أغسطس عام 2004 وبعدها بعام، أي في 2 أغسطس 2005 اقترب من الأرض حتى أصبح على بعد 2.347 كيلومتر بغرض أن تعطيه تلك المناورة الاتجاه والسرعة الصحيحتان لمناورة المرور بكوكب الزهرة. وفي 12 ديسمبر 2005 قامت ناسا بتشغيل محرك ميسنجر الصاروخي لمدة 524 ثانية من أجل ضبط الاتجاه ('Deep-Space Maneuver' أو 'DSM-1').

وأجرى مسنجر أول اقتراب من الزهرة يوم 24 أكتوبر 2006 على ارتفاع 2.992 كيلومتر. ثم تبعه بدورة واقتراب أخر في 5 يونيو 2007 على ارتفاع أكثر قربا من الزهرة بلغ 338 كيلومتر. وفي 17 أكتوبر 2007 أجرت ناسا مناورة التوجيه الثانية 'DSM-2' في الفضاء العميق من أجل ضبط مسار مسنجر للوصول إلى عطارد.

وكان اقتراب مسنجر من عطارد في 14 يناير 2008 حيث دار حوله نصف دائرة على ارتفاع 228 كيلومتر، ثم غادره لكي يقابله مرة ثانية في أكتوبر 2008. وقد أتم مسنجر اقترابة للمرة الثالثة من عطارد والتفافه حوله نصف دورة في 29 سبتمبر 2009 وذلك من أجل تهدئة سرعته واستعدادا للاقتراب التالي . وبعد هذا الاقتراب الثالث من عطارد أصبحت سرعة ميسنجر منخفضة ومناسبة لكي يتخذ مدارا حول عطارد في المقابلة التالية. وقد اصبح مسنجر قمرا تابعا لعطارد في 18 مارس 2011.

ثم يقوم ميسنجر بدراسة جزء من الكون لم نراه من قبل. وهو مغلف بغلاف من السيراميك يحميه من درجة الحرارة العالية الآتية من الشمس التي تبلغ 370 درجة مئوية، ولكنه من الداخل ستكون حرارته 20 درجة فقط تسمح بعمل الأجهزة العلمية والكاميرات على ما يرام.

الأجهزة العلمية على ميسنجر

نظام تصوير مزدوج (MDIS)
	يشمل كاميرتين نوع ( Charge-coupled device (CCD واحدة ضيقة زاوية الرؤية والأخرى ذات زاوية رؤية واسعة ؛ وذلك بغرض الحصول على صور لسطح عطارد بدقة 250 متر/بكسل ، وكذلك بدقة 20-30 متر/بكسل لأماكن مختارة تضاريسها . والتصوير بالألوان . المختص: سكوت مورشي / من جامعة جون هوبكينز البيانات: PDS/MODE narrow-angle catalog, PDS/MODE wide-angle catalog, PDS/PIN data catalog
مطياف أشعة جاما (GRS)
	لقياس أشعة جاما الصادرة من عطارد ، يمكن أن تكشف عن وجود (الأكسجين, السيليكون, الكبريت, الحديد, الهيدروجين, البوتاسيوم, الثوريوم, اليورانيوم) حتى عمق 10 سنتيمتر . المختص: وليام بوينتون / جامعة أريزونا البيانات: PDS/GSN data catalog, PDS/MODE GRS data catalog
عداد مطيافي للنيوترونات (NS)
	الكشف عن معادن تحتوي على الهيدروجين عن طريق قياس النيوترونات البطيئة الناتجة من تصادم الأشعة السينية بمواد السطح ، إلى عمق 40 سنتيمتر . المختص: وليام بوينتون / جامعة أريزونا Data: PDS/GSN data catalog, PDS/MODE NS data catalog
عداد مطيافي للأشعة السينية (XRS)
	مسح التركيب المعدني لسطح عطارد عن طريق قياس خطوط طيف الأشعة السينية الصادرة من المغنسيوم, الألمونيوم, الكبريت, الكالسيوم, التيتانيوم, و الحديد في نطاق طاقة من 1 - 10 كيلو إلكترون فولت . المختص: جورج هو / APL البينات: PDS/GSN data catalog, PDS/MODE data catalog
مقياس المغناطيسية (MAG)
	قياس المجال المغناطيسي حول عطارد بالكامل وتعيين شدة المجال عند المواقع المختلفة عليه. المختص: ماريو أكونا / NASA مركز جودارد لطيران الفضاء ، ناسا البيانات: PDS/PPI data catalog
مقياس ليزر لتضاريس عطارد (MLA)
	قياس دقيق لارتفاعات تضاريس عطارد بواسطة ليزر أشعة تحت الحمراء ، يرسل الأشعة ويسجل صداها المرتد من السطح . المسؤول : أندرو شينج / APL البيانات : PDS/GSN data catalog, PDS/MODE data catalog
مطياف تحليل جو وسطح عطارد (MASCS)
	تعيين خصائص جو عطارد و قياس الأشعة فوق البنفسجية الصادرة من عطارد وتعيين معادن الحديد و التيتانيوم عن طريق قياس الأشعة تحت الحمراء المرتدة. المسؤول: وليام ماك كلينتوك / جامعة كولورادو  البيانات: PDS/GSN data catalog, PDS/MODE data catalog
مطياف سرعة الجسيمات و البلازما(EPPS)
	قياس الجسيمات المشحونة في الغلاف المغناطيسي حول عطارد باستخدام مطياف الجسيمات ذات الطاقة العالية (EPS) وتعيين الجيمات الصادرة من السطح بواسطة المطياف (FIPS)  المختص: باري ماوك / APL البيانات: PDS/PPI data catalog
مقياس موجات راديوية (RS)
	قياس جاذبية عطارد وقلبه مع استخدام بيانات موقع المسبار . المختص: ديفيد سميث / مركز جودارد لطيران الفضاء ب ناسا البيانات: PDS/GSN data catalog, PDS/MODE data catalog

اكتشافات ميسنجر لكوكب عطارد

كشفت الدرسات التي سجلتها مركبة الفضاء ميسنجر أثناء عبورها القريب من كوكب عطارد أن قطر الكوكب تقلص بمقدار 1.5 كيلومتر وسبب هذا الانكماش كما يقول العلماء هو الانخفاض البطيء لحرارة القلب المنصهر للكوكب وهذه العملية تزيد من شدة المجال المغناطيسي للكوكب.

وقد عثر العلماء على أدلة على وجود نشاط بركاني على كوكب عطارد حيث بينت الصور التي إلتقطتها المركبة ميسنجر وجود مساحات كبيرة من سطح الكوكب مغطاة بالفوهات البركانية كما أظهرت إحدى الصور فوهة البركان كيوبر الذي يقع جنوب وسط عطارد وقد تم الكشف عن حوض دائري يبلغ قطره 83 ميلا يسمى بوليفنوتوس ، كما بينت الصور أن الانفجارات البركانية شكلت معظم سطح عطارد.

صور لعطارد

في يوم 3 يوليو 2008 أعلن عضو مجموعة العلماء توماس زوربوخن التي تتابع مسبار الفضاء مسينجر أن النتائج تدل على وجود ماء في جو عطارد الخفيف ، وكانت مفاجأة له ، بل مفاجئة لجميع العلماء معه ، إذ لم يتوقع أي أحد وجود ماء على عطارد نظرا لقربه من الشمس .

كما بين مسنجر مؤشرات بالصور عن نشاط عطارد البركاني في الماضي وكذلك يشير قياس مجال مغناطيسية إلى وجود سائل في قلب الكوكب. 

القيام بالبعثة

مرت البعثة الأولى بنجاح في 4 أبريل 2011 . خلالها دار المسبار حول كوكب عطارد في دورات تسرق <الواحدة منهم 12 ساعة وذلك لمدة عام على الأرض (تعادل عامين على عطارد). وفي 5 أكتوبر 2011 قامت ناسا بنشر نتائج الستة اشهر الأولى للبعثة في المؤتمر الأوروبي لعلوم الكواكب المنعقد في مدينة نانسي بفرنسا.

وبينت القياسات شيئا لم يكن متوقعا وهو وجود المغنسيوم و الكلسيوم بتركيزات كبيرة في ناحية الليل على عطارد . كما اتضح ان مجاله المغناطيسي ليس وسطيا في مركزه وإنما منزاحا بعض الشيء إلى الشمال.

وفي 17 مارس 2012 بدأ مد البعثة بغرض اجراء مشاهدات أثناء ذروة البقع الشمسية . وفي نوفمبر 2012 أعلنت ناسا أن المسبار مسينجر قد وجد ماء متجمدا وموادا عضوية في فوهات على سطح عطارد ، وهي أماكن لا يسقط عليها أشعة الشمس بتاتا.

ثم قامت ناسا بنشر خريطة مجسمة مفصلة لسطح عطارد . وهي تتكون من آلاف الصور التي إلتقطها المسبار مسينجر أثناء رحلته.

واتم مسنجر تلك المرحلة من البعثة يوم 17 مارس 2013 ، ثم مدت فترة عمله إلى مارس 2015. وقد خطط لهذا الوقت العمل على إسقاط المسبار على سطح عطارد . وفي نوفمبر 2013 نجح المسبار مسنجر في تصوير كويكب "إنكي" (2P/Encke) وكذلك كويكب إيسون (C/2012 S1 (ISON .

في يوم 21 يناير 2015 نجحت ناسا في تغيير مسار مسنجر بحيث يعلو إلى مدار أعلى حول عطارد ومد البعثة والقيام بالتقاط عدة صور أخرى . وكان مقررا أن تمتد البعثة حتى شهر مارس 2015.

في يوم 24 أبريل قامت ناسا تصحيح أخير لمدار مسنجر واستغلال ما بقي فيه من وقود . وسوف تقوم ناسا يوم 30 أبريل 2015 بإسقاط مسبار مسنجر على سطح عطارد بسرعة تبلغ 3,91 كيلومتر/ الثانية على ناحيته المواجهة للأرض ، فتنتج عن سقوطه فجوة يقدر اتساعها بنحو 16 متر ؛ ربما نستطيع رؤيتها في المستقبل. في 30 أبريل سقط المسبار.

المراجع

ar.ergonengineering.com
link.springer.com

التصانيف

البرنامج الفضائي الأمريكي   مسبار فضائي   العلوم التطبيقية   الفلك   الفضاء