أطلقت الصين مركبة فضاء غير مأهولة في مهمة تستغرق شهرين تقريباً، لإحضار عينات من الصخور والتربة من الجانب البعيد للقمر، لتصبح بذلك أول دولة تقوم بهذه المحاولة الطموحة.
لكن، ماذا يوجد في الجانب البعيد من القمر؟ وما سبب الاهتمام به؟ وما هو البرنامج الصيني المخصص لاستكشاف القمر؟
ولا يزال القمر، أقرب رفيق سماوي للأرض، يثير فضول العلماء والعامة على حد سواء، وفي حين تمت دراسة الوجه المألوف للقمر ورسم خرائط له، إلا أن "جانبه البعيد يظل محاطاً بالغموض".
ويشار للجانب البعيد من القمر غالباً بـ"الجانب المظلم" ليس لأنه يفتقر إلى ضوء الشمس، لكن لأنه لا يزال مجهولاً إلى حد كبير، إذ يُقدّم هذا النصف الغامض تضاريس مختلفة تماماً عن نظيره القريب.
وعلى عكس السهول الناعمة القمرية التي تُميّز الجانب القريب، فإن الجانب البعيد وعر ومليء بالفوهات، ويشبه المناظر الطبيعية المقفرة الأخرى في نظامنا الشمسي.
ومن أبرز معالمها حوض القطب الجنوبي-أيتكين، وهو أحد أكبر الحُفَر في النظام الشمسي بأكمله. وبفضل تضاريسه الفريدة، يُمكن أن يقدم الجانب البعيد لمحة عن التاريخ العنيف للتأثيرات القمرية، والعمليات الجيولوجية.
وظَل الجانب البعيد مخفياً عن أعين البشر، ولا يمكن الوصول إليه إلا من خلال الصور التي التقطتها المجسات الفضائية. ولم يكن الأمر كذلك حتى عام 1959 عندما التقطت المركبة الفضائية السوفييتية "لونا 3" الصور الأولى لهذا النصف الغامض من الكرة الأرضية، وكشفت للعالم عن تضاريسه غير المستكشفة.
وأتاحت المهمات اللاحقة، بما في ذلك رحلة "أبولو 8" الشهيرة في عام 1968، لرواد الفضاء مشاهدة الجانب البعيد بشكل مباشر، الأمر الذي مَثَّل لحظة تاريخية في استكشاف الفضاء.
وعلى الرغم من هذه الإنجازات، كان الاستكشاف البشري والهبوط مقتصراً على الجانب القريب من القمر حتى 3 يناير 2019، عندما حققت المركبة الفضائية الصينية "تشانج آه 4" الإنجاز التاريخي المتمثل في الهبوط على الجانب البعيد.
وفتحت هذه المهمة الرائدة إمكانيات جديدة للاكتشاف والاستكشاف العلمي، ما مهَّد الطريق للمهام القمرية المستقبلية.
المهام الصينية للقمر
وبرز برنامج استكشاف القمر الصيني كمبادرة رائدة تهدف إلى كشْف أسرار الجار السماوي للأرض، إذ تم تصميم البرنامج في صورة 4 مراحل منفصلة، تُمثّل كل منها علامة بارزة في استكشاف القمر.
فالمرحلة الأولى، التي أنجزتها بعثتا "تشانج آه 1"، و"تشانج آه 2" في عامي 2007 و2010، ركزت على الوصول إلى مدار القمر، وقدّمت رؤى مهمة بشأن البيئة القمرية، ما أرسى الأساس لمزيد من الاستكشاف.
وأُطلق "تشانج آه1" في 24 أكتوبر 2007 من مركز "شيتشانج" لإطلاق الأقمار الاصطناعية، وشرع في رحلته التاريخية إلى مدار القمر.
وكانت الأهداف الأساسية للمركبة الفضائية طموحة ومتعددة الأوجه، بما في ذلك تغطية شاملة لسطح القمر، والتقاط صور ثلاثية الأبعاد لأشكاله الأرضية وهياكله الجيولوجية وتحليل وفرة وتوزيع العناصر الكيميائية المختلفة على سطح القمر واستكشاف خصائص التربة القمرية، وتقييم عمقها، وقياس وجود الهيليوم-3، وهو نظير قيم يمكن أن يغذي مفاعلات الاندماج المستقبلية.
"مسح شامل"
وباستخدام التكنولوجيا المتطورة وقدرات التحكم عن بُعد، أجرت "تشانج آه 1" مسحاً شاملاً لسطح القمر، وجمعت بيانات ورؤى لا تُقدّر بثمن.
وكان من المقرر في الأصل أن تستمر المهمة لمدة عام واحد، وتم تمديد العمر التشغيلي للمركبة الفضائية، ما سمح بفترة ممتدة من استكشاف القمر وجمْع البيانات.
وفي الأول من مارس 2009، بعد استكمال أهدافها وإرسال ثروة من البيانات إلى الأرض، أنهت المركبة مهمتها باصطدام متحكم به على سطح القمر.
فيما تم إطلاق "تشانج آه 2" في الأول من أكتوبر 2010 بهدف إجراء الأبحاث من مدار قمري بارتفاع 100 كيلومتر، ووضع الأساس لمهمات استكشاف القمر المستقبلية، بما في ذلك الهبوط التاريخي الناعم لمركبة الهبوط والمركبة الجوالة "تشانج آه 3".
ويتميز "تشانج آه 2" بالعديد من التحسينات التقنية مقارنة بسلفه، بما في ذلك كاميرا مدمجة أكثر تقدماً قادرة على التقاط صور عالية الدقة، والعمل في مدار منخفض يبلغ 100 كيلومتر، ودقة مكانية تصل إلى متر واحد، ما يوفر وضوحاً غير مسبوق لسطح القمر.
ومع أقصر مدة رحلة بحرية من الأرض إلى القمر تبلغ 5 أيام، رسمت "تشانج آه 2" طريقاً أكثر مباشرة إلى وجهتها، ما يعرض خبرة الصين المتنامية في استكشاف الفضاء.
وبعد إكمال أهدافها القمرية الأساسية، شرعت المركبة في رحلة غير عادية إلى نقطة "لاجرانج L2" بين الأرض والشمس، لتصبح ثالث مركبة فضائية في التاريخ تزور هذه النقطة بعد وكالة "ناسا"، ووكالة الفضاء الأوروبية.
ودخلت "تشانج آه 3" المدار حول L2 في 25 أغسطس 2011، حيث أرسل بيانات قيّمة من موقعه الجديد في الفضاء.
وفي أبريل 2012، غادرت المركبة النقطة L2 في مهمتها الممتدة للقاء الكويكب 4179 توتاتيس، وهو جُرم سماوي صخري يندفع عبر الفضاء.
وفي 13 ديسمبر 2012، حققت تحليقاً تاريخياً بالقرب من توتاتيس، والتقطت صوراً قريبة مذهلة بدقة تصل إلى 10 أمتار لكل بكسل، وبذلك انضمت الصين إلى صفوف وكالات الفضاء التي نجحت في استكشاف الكويكبات، ما يُمثّل علامة فارقة أخرى في مساعيها لاستكشاف الفضاء.
ومهدت هذه المهمة الرائدة الطريق لمهمات استكشاف القمر المستقبلية وعززت مكانة الصين كلاعب رئيسي في استكشاف الفضاء.
وفُقد الاتصال بالمركبة في عام 2014، إلا أن البيانات التي أرسلتها لا تزال قيد الدراسة حتى الآن.
المرحلة الثانية من البرنامج الصيني
وبناء على هذا النجاح، شهدت المرحلة الثانية الإنجاز التاريخي المتمثل في الهبوط والتجول على سطح القمر. وحققت كلاً من Chang'e 3 في عام 2013، وChang'e 4 في عام 2019، إنجازات مهمة من خلال الهبوط الناجح على سطح القمر ونشْر المركبات الجوالة لاستكشاف تضاريسه.
وفي ديسمبر 2013، حققت الصين إنجازاً هائلاً في استكشاف الفضاء بالهبوط الناجح لمركبة "تشانج آه 3"، وهي مهمة روبوتية لاستكشاف القمر تتكون من مركبة إنزال آلية وأول مركبة قمرية صينية، دخلت "تشانج آه 3" التاريخ باعتبارها أول مركبة فضائية تهبط بسلاسة على سطح القمر منذ ما يقرب من 4 عقود.
ودخلت المركبة مدار القمر في 6 ديسمبر 2013، وفي 14 ديسمبر 2013، حققت ما اعتبره الكثيرون مستحيلاً، حيث هبطت بهدوء على التضاريس القمرية، لتصبح أول من تقوم بذلك منذ مركبة "لونا 24" التابعة للاتحاد السوفييتي في عام 1976. ولم يُظهر هذا الإنجاز التاريخي براعة الصين التكنولوجية فحسب، بل عزّز أيضاً مكانتها كلاعب رئيسي في سباق الفضاء العالمي.
"أرنب اليشم"
وكان الهدف الأساسي لهذه المركبة هو إظهار قدرة الصين على الهبوط الناعم على القمر وإجراء الاستكشاف المتجول. وسُمّيت المركبة "يوتو"، وتعني "أرنب اليشم" على اسم أرنب أسطوري يعيش على القمر، حيث شرعت في مهمة اكتشاف علمي.
وكانت "يوتو" مجهزة بمجموعة من الأدوات والكاميرات بهدف استكشاف تضاريس سطح القمر والجيولوجيا، وتركيب المواد وتوزيع الموارد، وسعت إلى دراسة البيئة الفضائية للشمس والأرض والقمر وإجراء عمليات رصد فلكية على سطح القمر.
ونُقل موقع هبوط "تشانج آه 3"، الذي كان مخططاً له في البداية بسبب ظروف غير متوقعة. وعلى الرغم من هذا التغيير، واصلت المهمة المضي قدماً، مستفيدة من البيانات الواردة من المركبات المدارية القمرية السابقة لاختيار موقع الهبوط الأمثل.
وواجهت مركبة الهبوط والمركبة الفضائية الحقائق القاسية للبيئة القمرية، بما في ذلك التغيرات الشديدة في درجات الحرارة والتضاريس الوعرة. ومع ذلك، ومن خلال الهندسة المبتكرة والتخطيط الدقيق، تجاوز كلا مكوني المهمة التوقعات وأجريا بحثاً علمياً رائداً.
ووضعت هذه المركبة الأساس لمهمات استكشاف القمر المستقبلية كجزء من برنامج الصين الشامل لاستكشاف القمر. وأظهرت التقنيات الأساسية الضرورية للمهمات المستقبلية، بما في ذلك بعثات العودة المخططة لـ"تشانج آه 5"، و"تشانج آه 6".
وعلاوة على ذلك، عزّز نجاح المهمة تطلعات الصين لهبوط مأهول على سطح القمر وإنشاء محطة أبحاث آلية بالقرب من القطب الجنوبي للقمر.
الهبوط على الجانب البعيد
وفي 3 يناير 2019، دخلت "تشانج آه 4" التاريخ لتكون أول مركبة فضائية تهبط على الجانب البعيد من القمر، وتحديداً داخل حوض القطب الجنوبي الكبير-أيتكين بالقرب من "فوهة فون كارمان".
وسبق هذا العمل الفذ إطلاق القمر الاصطناعي Queqiao Relay في مايو 2018، والذي أنشأ اتصالاً بين مركبة الهبوط والأرض، وتغلّب على تحدي الاتصال المباشر مع الجانب البعيد.
وعن طريق هذه المركبة، استكشفت الصين ودرست منطقة مجهولة من القمر، وسلطت الضوء على تركيبها الجيولوجي وعمرها وأصولها.
كما قامت بعمل مجموعة من الدراسات في حوض أيتكين، الذي يُعتقد أنه كشف القشرة القمرية العميقة ومواد الوشاح بسبب حدث تصادم قديم.
وقدمت هذه المهمة رؤى غير مسبوقة بشأن البنية الداخلية للقمر وتاريخه التطوري، كما أجرت عمليات رصْد فلكية راديوية منخفضة التردد، ودراسة الأشعة الكونية، ومراقبة الهالة الشمسية لفهم النشاط الشمسي وتأثيره على الأرض بشكل أفضل.
وحظيت إنجازات مهمة "تشانج آه 4" باعتراف عالمي، إذ حصل فريق المهمة على جوائز مرموقة مثل الميدالية الذهبية من الجمعية الملكية للطيران، وجائزة الفضاء العالمية من الاتحاد الدولي للملاحة الفضائية.
وأكدت هذه الجوائز أهمية مساهمات الصين في استكشاف الفضاء، والتزامها بتعزيز المعرفة العلمية لصالح البشرية.
المرحلة الثالثة
أما المرحلة الثالثة، والمتمثلة في مهمة "تشانج آه 5" عام 2020، فقد ركزت على جمع عينات القمر من الجانب القريب وإعادتها إلى الأرض، حيث زود العلماء بمواد قمرية لا تُقدّر بثمن لتحليلها.
وتُمثّل "تشانج آه 5"، أول مهمة صينية لإعادة العينات القمرية، ما جعل الصين الدولة الثالثة التي تحقق هذا العمل الفذ بعد الولايات المتحدة والاتحاد السوفييتي.
وأُطلقت المهمة في 23 نوفمبر 2020، وتُوّجت بالعودة الآمنة للعينات القمرية إلى الأرض في 16 ديسمبر 2020، ما ساهم ببيانات قيّمة للمجتمع العلمي العالمي.
وجمعت المركبة ما يقرب من 1731 جراماً من العينات القمرية، بما في ذلك عينات من قلب القمر بعمق متر واحد، ما يوفّر معلومات قيّمة عن تكوين القمر وتاريخه الجيولوجي.
المرحلة الرابعة
وتهدف المرحلة الرابعة من البرنامج إلى إنشاء محطة أبحاث روبوتية بالقرب من القطب الجنوبي للقمر عن طريق إرسال "تشانج آه 6" والذي انطلق في مهمته التاريخية.
ويهدف البرنامج إلى تسهيل الهبوط المأهول على سطح القمر في ثلاثينيات القرن الحادي والعشرين، وربما بناء موقع استيطاني بالقرب من القطب الجنوبي.
وبدأ برنامج استكشاف القمر الصيني في دمج الاستثمار الخاص من الأفراد والشركات لأول مرة، وهي خطوة تهدف إلى تسريع الابتكار في مجال الطيران، وخفْض تكاليف الإنتاج، وتعزيز العلاقات العسكرية والمدنية.
"تناقض صارخ"
ويُمثّل الجانبان القريب والبعيد من القمر تناقضاً صارخاً في المظهر، حيث يزدان الجانب القريب بسهول داكنة شاسعة، بينما الجانب البعيد بتضاريس شديدة الحفر مع عدد أقل من السهول، وأثار هذا الاختلاف المذهل اهتمام العلماء لسنوات، ما أدى إلى نظريات مختلفة لتفسير هذه الظاهرة.
وتعزو إحدى الفرضيات الاختلاف في سمات سطح القمر إلى توزيع العناصر المنتجة للحرارة، إذ تشير الخرائط الجيوكيميائية إلى تركيز أعلى لهذه العناصر على الجانب القريب، ما قد يؤثر على النشاط البركاني وتكوين السهول.
ومع ذلك، فإن هذا التفسير وحده يفشل في تفسير الاختلافات الواضحة التي لوحظت في حوض القطب الجنوبي-أيتكين على الجانب البعيد، والذي يفتقر إلى النشاط البركاني الذي شوهد في مناطق مماثلة على الجانب القريب.
وتقترح نظرية أخرى مثيرة للاهتمام أن الاصطدام مع قمر مرافق أصغر، نشأ من الاصطدام نفسه الذي شكّل القمر، ربما يكون قد نحت سطح القمر.
ومن الممكن أن يكون هذا الاصطدام قد ساهم في تكوين طبقة من المواد على الجانب البعيد، ما أدى إلى تغيير مظهره مقارنة بالجانب القريب. ومع ذلك، فإن التناقضات في التركيب الكيميائي تلقي بظلال من الشك على هذا التفسير.
ويُعزى انتشار الفوهات المرئية على الجانب البعيد في البداية إلى غياب تدفقات الحمم القمرية، والتي تميل إلى حجب الفوهات، ومع ذلك تشير الدراسات الحديثة إلى أن حرارة الأرض في وقت تكوين القمر ربما لعبت دوراً حاسماً.
والجانب القريب، الذي تعرّض لتسخين أكثر كثافة طوّر قشرة أرق، ما يجعله أكثر عُرضة لتأثير الحفر والنشاط البركاني. وفي المقابل، طوّر الجانب البعيد الأكثر برودة قشرة أكثر سمكاً، ما أدى إلى عدد أقل من الحفر الصادمة ونشاط بركاني أقل.
ما هو حوض أيتكين؟
وتقول الوكالة الصينية للفضاء إن مهمة المسبار تتمثل في الهبوط في حوض أيتكين في القطب الجنوبي على الجانب البعيد من القمر، وجمْع العينات وإعادتها للأرض، فما هو هذا الحوض؟
ويُعد حوض القطب الجنوبي أيتكين، واحداً من أبرز وأكبر الهياكل في النظام الشمسي، ويقع على الجانب البعيد من القمر، ويبلغ قطره نحو 2500 كيلومتر وبعمق يصل إلى نحو 13 كيلومتراً، وهو بمثابة شهادة على الاصطدامات العنيفة التي شكّلت التاريخ المبكر للقمر.
وتشكّل هذا الحوض منذ مليارات السنين نتيجة اصطدام هائل، ويتميز بمساحته الشاسعة وتضاريسه الوعرة، ويتميز قاعه بتضاريس معقدة من الجبال والتلال والمنخفضات، ما يوفر لمحة عن ماضي القمر القديم.
ويجعل حجْم وعمق الحوض الهائل منه نقطة محورية للاستكشاف العلمي، بهدف توفير رؤى قيّمة حول جيولوجيا القمر والعمليات التي شكّلت سطح القمر.
كما أن أحد الجوانب الأكثر إثارة للاهتمام في حوض القطب الجنوبي-أيتكين هو تكوينه الذي يختلف بشكل كبير عن المرتفعات القمرية المحيطة به.
وتشير الدراسات الجيولوجية إلى أن الحوض ربما كشف عن القشرة العميقة للقمر وربما حتى أجزاء من الوشاح، ما يوفر للعلماء فرصة فريدة لدراسة البنية الداخلية للقمر.
وقد استحوذ حوض القطب الجنوبي أيتكين، على اهتمام الباحثين نظراً لإمكاناته كموقع لاستكشاف القمر والتحقيق العلمي في المستقبل، فتضاريسه الوعرة وتنوعه الجيولوجي يجعلان منه موقعاً مثالياً لدراسة جيولوجيا القمر وإجراء المسوحات الجيولوجية وجمْع العينات التي يمكن أن توفر رؤى قيّمة حول تكوين القمر وتطوره.
