مشروع كهوف المريخ

📅 آخر تحديث: ١ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ١ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 4 صور
الموسوعة الحرة
صورة التقطتها كاميرا THEMIS لمداخل الكهوف المحتملة على جبل أرسيا مونس . وقد أُطلق على الحفر أسماء غير رسمية هي: (أ) دينا، (ب) كلوي، (ج) ويندي، (د) آني، (هـ) آبي (يسار) ونيكي، و(و) جين.

كان مشروع كهوف المريخ برنامجًا أُطلق في أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، ومُوِّل خلال المرحلة الثانية من قِبَل معهد ناسا للمفاهيم المتقدمة، المعروف الآن باسم ناسا للمفاهيم المتقدمة المبتكرة [ 1 ] [ 2 ]، وذلك لإثبات جدوى بناء مساكن بشرية في كهوف المريخ، وأنابيب الحمم البركانية، وغيرها من الفراغات تحت السطحية، لتسهيل البحث العلمي تمهيدًا لمهمة بشرية محتملة إلى المريخ . نُشر التقرير النهائي في منتصف عام 2004. [ 3 ]

وصف

صورة عالية الدقة لمدخل أنبوب الحمم البركانية على بركان بافونيس مونس المريخي .

امتد المشروع ليشمل أربعة أهداف رئيسية. أولها، إثبات جدوى استخدام بيئات سكنية سهلة النشر للبشر والنباتات والحيوانات في الفراغات تحت السطحية، مثل الكهوف وأنابيب الحمم البركانية. ثانيًا، هدف المشروع إلى إثبات فائدة هذه البيئات في الاستكشاف العلمي على سطح المريخ. ثالثًا، سعى المشروع إلى تحديد خصائص المريخ التي يمكن محاكاتها على الأرض لإجراء المزيد من الدراسات. أما الهدف الرابع والأخير، الذي حدده التقرير النهائي، فكان إثبات جدوى المكونات الفرعية الفردية للبيئة السكنية، بما في ذلك وحدات معادلة الضغط، ووحدات السكن، والاتصالات، وغيرها من البنى التحتية، لتسهيل حياة الإنسان والبحث العلمي. [ 4 ]

تم تحديد الهياكل تحت الأرض مثل الكهوف باعتبارها ذات فائدة محتملة لبعثات الطواقم إلى المريخ لما توفره من حماية من عناصر البيئة المريخية القاسية، وإمكانية الوصول إلى موارد أساسية تحت السطح مثل مصادر الطاقة الحرارية الأرضية والمياه. [ 3 ]

علاوة على ذلك، درس المشروع تصميمات الوحدات القابلة للنفخ وغيرها من الهياكل المماثلة التي من شأنها أن تساعد رواد الفضاء على بناء بيئة صالحة للعيش للبشر والكائنات الأرضية الأخرى. [ 3 ]

ملخص التقرير النهائي

ينقسم التقرير النهائي، بعنوان " الاستخدام البشري للبيئات الفضائية تحت السطحية" ، [ 4 ] إلى 10 أجزاء.

ملخص المشروع

يلخص القسم 1 المشروع بأكمله ويدعي أن "هذا المشروع طور نظامًا ثوريًا لاستغلال الفكرة الجديدة لاستخدام الكهوف خارج الأرض" ويشرح أنه تم اختبار تجربتين أو "مهمتين" لجمع البيانات.

مقدمة

يتناول القسم 2 سؤال "لماذا الكهوف [لقواعد الأبحاث المريخية]؟" ويقدم مجموعة متنوعة من الإجابات المختلفة حول مزايا استخدام الكهوف كموطئ قدم في استكشاف المريخ، مثل:

  • يُعتقد أن تغيرات درجة حرارة الغلاف الجوي أقل في الكهوف مقارنة بسطح المريخ.
  • تحمي الكهوف الكائنات الحية والمعدات من الإشعاع الشمسي والمجري الضار.
  • توفر الكهوف الحماية من العواصف الترابية وارتطام النيازك الدقيقة.
  • يُعد استكشاف الكهوف من الاهتمامات العلمية الرئيسية لأنه يسهل دراسة الجيولوجيا والتاريخ وإمكانية وجود حياة على المريخ دون الحاجة إلى معدات حفر ثقيلة.
  • القدرة على ضغط الكهوف لجعلها أكثر ملاءمة للحياة البشرية.
  • يسمح باستخراج المواد الموجودة تحت سطح الأرض بسهولة، مثل الجليد والمعادن.

يحتوي هذا القسم أيضًا على بعض التكهنات حول وجود ومواقع هذه الكهوف وأنواع الكهوف الموجودة على المريخ، إلا أنه قديم إلى حد كبير بسبب الأبحاث الأحدث مثل مهمات HiRISE و THEMIS .

تحديد التقنيات المُمكّنة

يحلل القسم 3 عدداً من الابتكارات الضرورية للاستخدام ويحدد مستوى جاهزية التكنولوجيا لكل منها . على سبيل المثال، تم تحديد مستوى جاهزية التكنولوجيا 5 لابتكار "الأقفال الهوائية الرغوية في مكانها"، بينما تم تحديد مستوى جاهزية التكنولوجيا 2 لابتكار "الضغط الخامل للكهوف".

تحديد المهام الأساسية

يصف القسم 4 الخطوات اللازمة للسكن في الكهوف. وهي كالتالي:

  • العثور على كهوف خارج كوكب الأرض
  • حماية البيئة العلمية داخل الكهف
  • التعامل مع الظلام (توفير حلول إضاءة للجزء الداخلي من المساكن)
  • دعم الحياة في الكهوف

يتناول المنشور كل موضوع من هذه المواضيع بالتفصيل، ويسلط الضوء على الفكرة المبتكرة لاستخدام البكتيريا المضيئة كحل احتياطي للإضاءة، ويقترح إضاءة الموئل باستخدام تقنية "أنابيب الإضاءة". كما يتناول المقال بالتفصيل المناور والزجاج المقاوم للإشعاع، إلا أن ذلك يُعزى على الأرجح إلى عدم توفر الألواح الشمسية المتقدمة وتقنية إضاءة LED في ذلك الوقت (عام 2000).

مهام استعراضية

يتضمن القسم 5 معلومات عن "مهمة الفأر إلى الفضاء الداخلي" (MOMIS) ونظيرتها البشرية "HUMIS". كانت الفكرة هي تطوير نماذج أولية لبعض جوانب بيئة كهفية على سطح المريخ، مثل استخدام مزيج غاز الأرجون للتنفس وأنظمة دعم الحياة الجديدة الأخرى على فئران التجارب. أُجريت تجارب MOMIS بنجاح في عدة دورات، إلا أن تجربة HUMIS اعتُبرت خارج نطاق البحث، وعلى الرغم من بذل الجهود لإيجاد مواقع اختبار، فقد انعكس العمل المنجز في مقرر "علم الأحياء الفلكي في الكهوف" الاستكشافي في كلية ولاية بنسلفانيا خلال فصل الربيع من عام 2004.

التجارب التكنولوجية

يتناول القسم 6 اختبارات التكنولوجيا المختلفة التي تم إجراؤها.

في البداية، تمّت دراسة الموائل القابلة للنفخ لتوفير بيئة داخلية مريحة لرواد الفضاء. ويشير المقال أيضًا إلى أنه في حال كان حجم مساحة المقطع العرضي للكهف مناسبًا، يُمكن وضع بطانة كهفية قابلة للنفخ داخله ونفخها دون الحاجة إلى أنظمة دعم إضافية. ثمّ يقترح المقال استخدام نظام بطانتين، حيث تُوفّر البطانة الخارجية سطحًا مُلامسًا لسطح الكهف ومانعًا للتسرب، بينما تُوفّر البطانة الداخلية مسكنًا لرواد الفضاء. ويمكن وضع الآلات وأنظمة دعم الحياة بين البطانتين. كما يُحدّد التقرير طرق طيّ هذه البطانات وتصنيعها ونقلها واستبدالها ونفخها.

يتناول هذا القسم موضوعًا رئيسيًا آخر، وهو أقفال الهواء "المثبتة بالرغوة". صُممت هذه الأقفال لتتلاءم مع الفتحات غير المنتظمة، بالإضافة إلى سهولة تركيبها ومنعها للتسرب. النظام المقترح النهائي عبارة عن وحدة قفل هواء مزودة بأرجل تلسكوبية متعددة قابلة للتمديد تمتد إلى جميع جدران الكهف. ثم تُملأ المساحة بين أقفال الهواء وجدران الكهف برغوة صلبة قابلة للرش ومحكمة الإغلاق.

بعد ذلك، يُفصّل التقرير طرقًا لإنشاء جوٍّ خامل ذي ضغط منخفض عن طريق ضغط الغازات الموجودة على سطح المريخ، وخاصةً غاز الأرجون. وهذا من شأنه أن يسمح للعلماء بارتداء أجهزة التنفس فقط، دون الحاجة إلى بدلات ضغط كاملة. ويُقترح عدم ملء المساحات الكهفية بالأكسجين أو غيره من الغازات التفاعلية، لأن ذلك سيُفقد الكهف أي قيمة علمية محتملة، فضلًا عن كونه قد يُلحق الضرر بالبشر الذين يتنفسون الهواء الموجود بداخله.

أخيرًا، يتناول هذا القسم نظامًا يسمح بإنشاء شبكات اتصال داخل الكهوف. وقد تم اختبار هذا النظام في كهف حقيقي (كهف روبرتسون)، ويُقترح إجراء تعديلات مستقبلية لزيادة عرض النطاق الترددي وقوة الإشارة.

تطوير بروتوكول الحماية الكوكبية

يتناول القسم 7 تطوير بروتوكول الحماية الكوكبية ويسلط الضوء على أهميته عند استكشاف كهوف المريخ ويقترح استخدام "الروبوتات الدقيقة المعقمة" لإجراء الاستكشاف والعلوم.

التعليم والتوعية

يتضمن القسم الثامن معلومات حول التجارب العلمية المنبثقة عن هذا التقرير، بالإضافة إلى الآثار التوعوية الأخرى التي أحدثها هذا التقرير وإعداده. كما يُحدد هذا القسم أنشطة تعليمية للمدارس، مثل نشاط "ابحث عن أنبوب الحمم البركانية" وبرنامج "رواد الأعمال".

الاستنتاجات والمراجع

يختتم القسمان 9 و10 التقرير ويشيران إلى المراجع لمزيد من القراءة. [ 3 ]

نتائج

أظهر المشروع أن الصراصير والفئران يمكنها تنفس مخاليط الأرجون لفترات طويلة دون مشاكل ظاهرة. [ 3 ]

أنتج المشروع العديد من المواد التعليمية، التي تم توفيرها من خلال مبادرة التوعية الخاصة به. [ 3 ]

تم إثبات وجود اتصالات لاسلكية داخل نظام كهوف من الحجر الجيري. [ 3 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ روبرت براون وآخرون (2009). الملحق هـ: قائمة وتحليل إحصائي لمنح المجلس الوطني للأكاديميات الأمريكية . مطبعة الأكاديميات الوطنية . ISBN  978-0-309-14051-5تم الاطلاع عليه بتاريخ 30-06-2010 .{{cite book}}تم |work=تجاهله ( مساعدة )
  2. ↑ ديفيد، ليونارد (22 فبراير 2005). "التنقيب والاستكشاف عن الحياة على المريخ" . Space.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 30 يونيو 2010 .
  3. 1 2 3 4 5 6 7 بوسطن، ب.؛ فريدريك، ج.؛ ويلش، س.؛ ويركر، ج.؛ ماير، ت. ر.؛ سبرونغمان، ب.؛ هيلدريث-ويركر، ف.؛ مورفي، د.؛ طومسون، س. ل. (2004)، "عروض جدوى النظام للكهوف والطبقات تحت السطحية المُنشأة للسكن والاستكشاف العلمي على سطح المريخ" (ملف PDF) ، تقارير USRA ، معهد ناسا للمفاهيم المتقدمة ، تم الاطلاع عليه بتاريخ 30 يونيو 2010.
  4. 1 2 "استخدام الإنسان للبيئات الجوفية خارج الأرض: التقرير النهائي" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 30 يوليو 2021. تم الاطلاع عليه بتاريخ 28 يونيو 2021 .

أخبار