الأشرعة الشمسية.. رحلة تستغرق 20 عام نحو حدود الفضاء

كان التحدي الأصعب التي واجه الإنسان هو الهروب من سطح الأرض، والتحرر من جاذبيتها بأيّ ثمن، للوصول إلى الفضاء الخارجي، وسبر دهاليز الكون وأغواره، فساهم عدد من الرياضيين والفيزيائيين في صياغة معادلات رياضية لرفع الأجسام إلى الأعلى، وكانت معادلة العالم الروسي “قسطنطين تسيولكوفسكي” تمثّل حجر الزاوية التي بُني عليها علم الصواريخ.

نشر “تسيولكوفسكي” المعادلة عام 1903 ضمن ورقته البحثية “استكشاف الفضاء الخارجي بواسطة الأجهزة الصاروخية”، وهي تنص على أنّ المبدأ الذي ينبغي أن تتبعه جميع الآلات للصعود إلى الفضاء؛ هو أن تكون هذه الأجسام قادرة على تزويد نفسها بقوّة دفع (تسارع)، عبر طرد بعض كتلتها بسرعات عالية، فيحدث اندفاع للجسم، وفقا لمبدأ حفظ الزخم (Conservation of Momentum).1

وبعد فترة وجيزة من إيجاد المعادلة، وتحديدا في عام 1912، كان العالم الأمريكي “روبرت غودارد” قد قطع شوطا كبيرا بتطوير المعادلة بشكل مستقل، وقد بدأ أبحاثه العملية في تحسين محركات الصواريخ، ونجح في إطلاق أوّل صاروخ يعمل بالوقود السائل عام 1926، ثم تبعت تلك اللحظة الفارقة إنجازات لا حصر لها في الفضاء.2

لم يكتفِ الإنسان بإرسال الصواريخ والمركبات والأقمار الصناعية إلى الفضاء الخارجي، بل صعد بنفسه عاليا، متجاوزا الحد الفاصل بين الغلاف الجوّي للأرض والفضاء الخارجي الذي يُعرف بخط “كارمان”، ويقع على ارتفاع 100 كيلومتر فوق سطح البحر، ويعد رائد الفضاء الروسي “يوري غاغارين” أوّل من فتح أبواب الفضاء على مصراعيها لكافة روّاد الفضاء لاحقا.

وكانت العقود القليلة التالية مليئة بالرحلات والمهام الفضائية التي استهدفت كثيرا من الأجرام السماوية، فلم تكن الأرض والقمر الهدف الوحيد، بل إنّ مسابير فضائية حلّقت بعيدا إلى الشمس والمريخ والمشتري وبقيّة الكواكب المجاورة، حتّى أن كوكب بلوتو القزم الذي يقف على أطراف المجموعة الشمسية، وجد من يلقي عليه التحيّة من الأرض.

“فوياجر1”.. أول العابرين حدّ الغلاف الشمسي

من اللحظات الفارقة التي خُلّدت في تاريخ البشرية المحدود في مجال الفضاء، لحظة اجتياز المسبار الفضائي “فوياجر1” حد الغلاف الشمسي، وهو الحد الفاصل بين المجموعة الشمسية والوسط النجمي السحيق، وذلك في يوم 25 أغسطس/ آب 2012، على مسافة 18 مليار كيلومتر من الشمس.

وقبل ذلك الإنجاز البشري الفريد، قضى “فوياجر1” نحو 35 عاما عائما في الفضاء باحثا عن سبيل للخروج، وكان قد أُطلق عام 1977 مع توأمه “فوياجر2” الذي حلّق خارج المجموعة الشمسية، لكن إلى وجهة أخرى سعيا للبحث عن نجم حاضن آخر بعيد عن الشمس.

ويرى العلماء أنّ كلا المسبارين في نهاية المطاف سيصلان إلى نجم ما سابح في الفضاء، ووفقا للحسابات الحالية، فإنّ “فوياجر1” متجه نحو نجم يُدعى “غليس 445” (Gliese 445)، وهو يبعد عن الأرض بحوالي 17.5 سنة ضوئية، وفي غضون 40 ألف سنة، سيقطع المسبار الفضائي 0.35% فقط من المسافة المطلوبة للوصول.3

“القنطور الأقرب”.. قزم أحمر على مسافة 81 ألف سنة

قياسا على تلك الأرقام التي ذكرنا، فإنّ التنقل بين النجوم والبحث عن كواكب أخرى خارج المجموعة الشمسية، يُعد أمرا مُحالا وصعب المنال، بالنظر إلى محدودية التكنولوجيا التي يمتلكها البشر اليوم.

ويُعد نجم “بروكسيما سنتوري” أو “القنطور الأقرب” أقرب النجوم إلى الشمس، وهو نجم قزم أحمر يقع عند مسافة 4.2 سنوات ضوئية، وإذا افترضنا أنّ “فوياجر1” كان متجها نحوه بسرعته الحالية (56 ألف كلم/ساعة)، فسيستغرق ما يقارب 81 ألف عام لتغطية هذه المسافة كاملة.4

وعطفا على جميع ما سبق، فإنّ المسبار الفضائي ستنفذ طاقته في نهاية المطاف، ولن يكون قادرا على تغيير اتجاهه أو سرعته، بغض النظر عن مصدر الطاقة المستخدمة، لا سيما مع محدودية السرعة والكفاءة لدى جميع المحركات المستخدمة اليوم في الصواريخ والمركبات الفضائية، وهي تنقسم إلى 3 فئات، ألا وهي المحركات الكيميائية، والمحركات الكهربائية والأيونية، والمحركات النووية.