سبيريت
سبيريت (Spirit رسمياً: MER-A) مركبة فضائية صممت للبحث عن دلائل على آثار حياة على كوكب المريخ ودراسة أحجاره وتربته. توأمه أبورتيونيتي وصل بعده بثلاتة أسابيع في 24 يناير 2004.
قد أتم المسبار سبيريت بعثته خلال التسعين يوم من أيام المريخ (sol) المخطط لها بنجاح، ثم واصل العمل وساعده على ذلك إمكانية التحكم فيه من الأرض ليقوم بتنظيف سطحة من الأتربة مما زاد من طاقته المكتسبة من الألواح الشمسية. وقد مدته طاقة تزيد نحو 20 مرة من الطاقة الأصلية، وتجد في صورة هنا أسفله مسار سبيريت عبر أيام تعدت 1600 من أيام المريخ (تسميها ناسا [سول]). وقد سمح ذلك بالقيام بدراسة موسعة للمريخ وتضاريسه. وقد نشرت نتائج ال 90 يوم الأولى في عدد خاص لمجلة ساينس Science، المجلد رقم 305 العدد 5685، صفحة 737 - 800 في أغسطس 2004.
وحدث أن تعثر سبيريت في 1 مايو 2009 في رمال المريخ وأصبح عاطلا عن الحركة. وتحاول ناسا الآن دراسة مشكلته بعناية من أجل تحفيزه على الحركة من جديد. وتستعين ناسا حاليا بنسخة من سبيريت في معاملها على الأرض وتختبر طرق للتحرك يمكن بها مساعدة سبيريت على الخروج من مأزقه ومزاولة جولاته وأخباراته على المريخ ثانيا.
هبطت بسلام في ساعة متأخرة من ليل السبت/الاحد في 4 يناير 2004، بعد سبعة شهور من التحليق في الفضاء بدأت باختراق السفينة أجواء الكوكب الأحمر. وفي تمام الساعة 09.20 مساء ضجت قاعة المراقبة الأرضية في معمل الدفع النفاث لوكالة ناسا الفضائية في باسادينا بكاليفورنيا بالتصفيق، حين اظهرت إشارات التجارب ان المسبار الأميركي حددت مكان كوكب الأرض في سماء المريخ ووجهت هوائياته صوبها. وتسمح هوائيات سبيريت ببث المعلومات مباشرة إلى الأرض بدلا من طريق الاقمار الصناعية في مدار المريخ، بسرعة 1000 بت في الثانية، ويفترض ان تتجاوز أحد عشر الف بت/الثانية قريبا.
إكتشف سبيريت دلائل تشير إلى وجود مياه على سطح المريخ بكميات أكبر من المتوقع. وقد قام الرجل الآلي الملحق بالمسبار بتحليل كمية من الأتربة المأخوذة من إحدى الفوهات البركانية والتي تعرف بفوهة "غوزيف"، ليكتشف أنها غنية بمادة السيليكا.
يتشابه تركيب سبيريت وتركيب المسبار أبورتيونيتي الذي أنزلته ناسا على الناحية الأخرى للمريخ. وهو يتحرك على 6 عجلات تشغلها لوحات شمسية. ويبلغ ارتفاعه 5و1 متر وطوله 6و1 متر وعرضه 3و2 متر، ويزن نحو 180 كيلوجرام. والسته عجلات معلقة مرنا، كل 3 منها مثبتة على قضيب واحد، تسمح بالسير على أرضية وعرة، وتعمل كل عجلة بموتور خاص بها ويمكن توجيه حركة المسبار من الأمام أو من الخلف، وهو مصمم للعمل بسلام حتى درجة ميل 30 درجة.وتبلغ سرعته نحو 5 سنتيمتر /ثانية.
وتولد اللوحات الشمسية طاقة كهربائية مقدارها 140 وات لمدة 4 ساعات من كل يوم من أيام المريخ (sol). وبغرض استخدام الكهرباء ليلا، زود سبيريت ببطاريات ليثيوم أيون لتخزين الكهرباء. ويحتوي سبيريت أيضا على حاسوب من تصنيع آي بي إم ذو ذاكرة الوصول العشوائي سعة 128 ميجا بايت وذاكرة عمل 3 ميجاببايت وذاكرة تصوير 256 ميجابايت. ويعمل سبيريت في درجات حرارة متباينة بين −40 ° و+40 درجة مئوية، ويحافظ على درجة حرارته الداخلية سخان يعمل بالنظائر المشعة ويتممه سخان يعمل بالكهرباء. ويغطي سبيريت عازل حراري مصنوع من رقاقة من الذهب.
وقد زود سبيريت بهوائي منخفض الكسب يعمل على بث الموجات اللاسلكية لها عرض محزم عريض تسبيا وبمعدل منخفض، وهوائي عالي الكسب ذو عرض محزم محدود نسبيا وله عاكس مقعر يمكن توجيهه. ويقوم الاثنان بالاتصال وإرسال المعلومات إلى الأرض. كما يمكن للهوائي المنخفض الكسب إرسال المعلومات إلى قمر صناعي يدور حول المريخ.والأجهزة العلمية التالية:وتلتقط الكاميرا صورا 1024 بيكسل في 1024 بيكسل، تُضغط المعلومات وتخزن ثم تُرسل فيما بعد إلى الأرض.
التقط المسبار في 13 فبراير 2004 الموافق يوم المريخ (سول 40) هذه الصورة الملونة لإحدى الأحجار التي تتوسط صخرة طبقية سميت ميمي. وهو أحد معالم تلك المنطقة التي تسمى ستون كاونسيل، ويختلف مظهر ذلك الحجر عن مظهر أي حجر رآه الأخصائية ن من قبل في منطقة فوهة جوسيف. ويدعو التكوين الطبقي لصخرة ميمي إلى عدة احتمالات لتكونها. ومن تلك الاحتمالات يعتقد الأخصائيون أن الصخرة إما قد تعرضت لضغط عال تحت السطح أو بتأثير صدمة أو ربما كانت أتربة تماسكت بعضها البعض في هيئة طبقات، وهذه عملية يمكن أن تتم في وجود الماء.غادر سبيريت فوهة بونيفيل في مسار شبه مستقيم نحو جبال كولومبيا حيث جرت القيادة في معضم الاحيان بشكل مستقل من قبل الجوال . في سول 159 وصل سبيريت إلى وجهة الاولى West Spur التي تقع في قاعدة كولومبيا ثم توقف في منطقة Hank's Hollow لمدت 23 سول بعد ان عثر على صخره غريبه المظهر اطلق عليه تسمية Pot of Gold حيث وجد سبيريت صعوبة في تحليلها بسبب تموضعها في منطقه منزلقه ، لكنه تمكن في النهاية من فحصها بمطياف الموسباور الذي كشف عن احتوائها على الهيماتيت حيث هذا النوع من الصخور تتشكل بواسطة المياه .
لكن مع إنخفاض مستوى إرتفاع الشمس من ناحية و بدء موسم العواصف الرمليه من ناحية أخرى بدائت الطاقة المنتجة من قبل الالواح الشمسية بالنقصان مما دفع المشرفين على الجوال إلى إغلاق سبيريت بشكل تام أثناء اليل للحفاظ على الطاقة حتى وإن كانت هذه الخطوة تلحق أضرارا بالأجهزة الأخرى ، مع جعل طريقه حد الإمكان متجها نحو الشمس .
واصل سبيريت مساره شمالا على طول قاعدة كولومبيا نحو هدفه الجديد Wooly Patch حيث استمر في دراسته من سول 192 حتى سول 199 ليتوجه بعدها في سول 203 إلى الناحية الجنوبية من الجبال ، حيث اتم هناك معاينة العديد من الصخور . في سول 239 توقف سبيريت عن العمل نتيجة التزامن الشمسي الي انتها في سول 262 .
مضى حتى الآن سنة كاملة على وجود سبيريت على سطح المريخ حيث بدأ الآن يشق طريقه نحو قمة إحدى تلال كولومبيا المسماة هوزباند ، إلا أن القيادة لم تجر كما خطط لها من قبل بسبب وعورة الأرض و كثرة الصخور و الرمال التي وقفت عائقا دون تقدمه المنشود ، لذلك تلقى سبيريت في شهر فبراير تحديثات برمجية تساعده في جعل نظام القيادة أكثر إستقلاليةً. في سول 371 وصل سبيريت إلى منطقة Cumberland Ridge ليتوجه بعدها في سول 390 (منتصف فبراير 2005) نحو وجهته الجديدة Larry's Lookout مع محاولته الحفاظ على طاقته قدر المستطاع . فحص سبيريت خلال قيادته عدد من الصخور المنتشره على طول الطريق و عيّنة ترابية أطلق عليها تسمية Paso Robles حيث تبين انها تحتوي على كمية عالية من الاملاح و الفوسفور في مكوناتها و صرح سكوايرز حول هذا الإكتشاف : نحن نحاول الوصول إلى سبب لكن لكي أكون صريحا معكم مع هذا المقدار العالي من الأملاح فلابد من إحتمالية وجود المياه هنا سابقا .
في التاسع من مارس 2005 قفزت إنتاجية الطاقة بشكل مفاجئ من 60% إلى 93% حيث تبعها في اليوم التالي رؤية عدد من الاعاصير ، فتكهن العلماء بان تلك الاعاصير قد أدت إلى تنظيف الالواح الشمسية المغبره لسبيريت . و تعد هذه المرة الاولى التي ترصد فيها الاعاصير المريخيه من قبل سبيريت و أبورتيونيتي ، و تجدر الإشارة إلى ان الاعاصير قد رصدت سابقا من قبل مهمة مارس باثفايندر فقط . وصرح المسؤولون في ناسا ان الإرتفاع الدراماتيكي لمستوى إنتاج الطاقة قد زاد من معدل العمل اليومي لسبيريت .
بدأ سبيريت شهر اغسطس و هو لم يفصله عن القمة سوى 100 متر حيث من هناك إكتشف بان هوزباند لديها قمتان أحدهما أعلى من الآخر بقليل حيث ختم الجوال مغامرته في سول 618 الموافق للتاسع و العشرون من سبتمبر 2005 ليكون أول عربة فضائية تتسلق جبل كوكب آخر ، و كانت مجمل المسافة المقطوعه من قبل الجوال منذ هبوطه تقدر 4971 متر .
شرع الجوال فور وصوله إلى هناك بأخذ صورة بانورامية ملونة لفوهة جوزيف و رصد أقمار المريخ فوبوس و ديموس خلال الليل لتحديد مدارهم بشكل أفضل . كما أنه في سول 656 قام بدراسة الغلاف الجوي للكوكب بواسطت كاميراته في إطار حملة تعاونية بينه و بين تلسكوب هابل .
من القمة لفت إنتباه العلماء بقعة مميزة أٌطلق عليه تسمية Home Plate حيث بدت هدفا علميا جيدا ، لكن قبل الذهاب إليها على سبيريت توجه نحو هضبة MacCool أولا للحصول على الطاقة الشمسية الكافية خلال الشتاء . في نهاية أكتوبر بدأ سبيريت يقود نزولا نحو Home Plate حيث ظهرت خلال الطريق للجوال صخرة تدعى Comanche ، استخدم العلماء جميع الأجهزة الثلاثة على متن العربة لمعاينة تلك الصخرة حيث تبين لهم أن ربع مكوناتها هو كبريتات الحديد و المنغنيزيوم و بتراكيز عالية تفوق بعشر مرات تراكيز الصخور التي فحصت سابقا على سطح المريخ . حيث إن هذه المعادن تتكون في بيئة رطبة معتدلة الحامضية ولكنها تذوب في الحامضية منها . هكذا أعطى Comanche أول دليل قاطع على إمكانية توفر بيئة مائية داعمة للحياة في المريخ .
خطط لتكون الناحية الشمالية من هضبة MacCool الوجهة الجديدة لسبيريت لكي يتم إمداده بالطاقه الشمسية الكافية التي تمكنه من إجتياز فصل الشتاء . في السادس عشر من مارس 2006 توقفت العجله الأمامية (التي تعمل بشكل غير سليم) عن العمل لكن سبيريت إستطاع أن يحافظ على تقدمه نحو هدفه من خلال خطة تم وضعها من قبل فريق العمل تتضمن قيادة العربة بشكل معاكس ، ساحبة بذلك عجلتها المعطلة نحو الخلف لكن لاحقا في نفس الشهر واجه سبيريت تربة متخلله و قليلة التماسك أدت إلى عرقلة تقدمه نحو MacCool . لذلك قرر فريق الجوال و بعد مناقشات مطوله إنهاء القيادة و ركن الجوال بالقرب من حافة أطلق عليها تسمية حافة الجنة .
وصل سبيريت في التاسع من ابريل 2006 إلى الحافة حيت تموضع هناك و بزاوية إحدى عشر درجه نحو الشمال ليقضي بذلك الثمانية الأشهر القادمة . أجرى سبيريت خلال تلك الفترة دراسة شاملة حول المنطقة المحيطة به لكن من دون أية حركة بسبب إنخفاض مستوى طاقته . في بداية نوفمبر بدأ سبيريت يستعد للتزامن الشمسي حيث تصبح فرص الاتصال بالأرض محدودة .
خلال وجود سبيريت في حافة الجنة إلتقط صورة ظهر من خلالها صخرتين بدتا متشابهتين لصخرة اخرى (Heat Shield) قد عثر عليها سابقا من قبل ابورتيونتي و كانتا بارزتين بشكل واضح في خلقية الصورة بسبب سوادهما الداكن . لاحقا تم فحصهما بمنظار الطيف ، ليتبين أنهما يتكونا من نفس مكونات Heat Shield اي أنهما ذات أصل نيزكي.
في سول 1067 (4 يناير 2007) تلقى كلا الجوالين خلال عيد ميلادهم الثالث على سطح المريخ تحديثات لبرمجيات حواسيبهما الآليه ، حيث صار بمقدور الجوالين الإختيار بنفسيهما فيما إذا كانا يريدان الحركة او التقاط صورة او مد ذراعيهما الالية لفحص صخرة ما أو من عدمه . هكذا سيحتفظ العلماء بالكثير من الوقت الذي كان يصرف سابقا في اختيار الصورة التي كانوا ينشدونها من بين المئات من الصور الاخرى .
كانت العجلة الأمامية المعطلة لسبيريت نقمة و نعمة في نفس الوقت ، ففي الوقت الذي كان الجوال مضطرا إلى سحبها أثناء حركته كانت بدورها تزيل الطبقة الخارجية من التربة تاركة خندقا خلفها . ففي أحد الأيام أي في السابع من مارس 2007 لفت إنتباه العلماء منطقة ناصعة البياض قد تكشفت من أسفل سطح التربة ، وبعد معاينتها تبين للعلماء أنها غنية بالسيليكا (المكون الرئيسي لزجاج النوافذ)حيث يعتقد أنها تكونت بإحدى الطريقتين : إما نتيجة تحلل السيليكا بواسطة المياه الينابيع الحارة ثم نقلت إلى موقع آخر حيث ترسبت هناك أو نتيجة تخلل المياه الحامضية بين شقوق الصخور حيث اغتسلت المكونات المعدنية لها و تركت السيليكا خلفها .
حيث صرح رئيس المحققين استيق اسكوايرز لقنات بي بي سي : ليس المهم اي من النظريتين هي الاصح لان في كلتا الحالتين الظروف اللازمة لتشكل الحياة قد توفرت حيث ينابيع الحارة توفر بيئه تستطيع الاحياء المجهريه الازدهار فيها.
خلال عام 2007 قضى سبيريت شهور عده بالقرب من قاعدة Home Plate ليباشر الدخول إلى الحافة الشرقية منها التي سميت Plateau في سول 1306 حيث عاين هناك العديد من الصخور و العينات الترابية من مواقع مختلفة من Plateau ليتوجه بعدها نحو الحافة الغربية من Home Plate فوصل اليها في السادس من نوفمبر 2007 حيث شرع هناك بأخذ صورة بانورامية ظهر خلالها الوادي الغربي Home Plate مع تلال Husband و Grissom . في نهاية يونيو 2007 بدأت سلسلة من الأعاصير الغبارية تغطي سماء الكوكب و غدت أكثر شدة في العشرين من يونيو ، ليواجه كلا الجوالين سبيريت و أبورتيونيتي لأول مرة إمكانية الموت بسبب إنخفاض مستوى الطاقة ، حيث كمية الغبار الهائلة في جو المريخ تحجب وصول ضوء الشمس إلى الواحة الضوئية التي أصبحت تنتج 128 واط/ساعة فقط بعد أن كانت 2500 واط/ساعة . ولضمان استمرار عمل الجوالين و عدم تجمدهما تم الاستعانة بالبطاريات لمساعدتهما في إبقاء سخانيهما الداخلية عاملة مع إطفاء جميع الأنظمة الثانوية و غير المهمة لمنع نفاذ الطاقة منهما و وضع كلا الجوالين في حالة سبات وانتظروا حتى إنتهاء العاصفة .
في أغسطس بدأت السماء تصفو لكن بشكل طفيف سامحة بذلك للعربتين بشحن بطارياتهما من جديد .
كان القلق الرئيسي لمشغلين سبيريت هو انخفاض مستوى طاقته مع اقتراب فصل الشتاء في الوقت الذي كانت سبعين في المئة من الواحه الشمسية مغبره لذلك بداء مهندسوا الجوال بتحركيك سبيريت نحو الجزء الشمالي من Home Plate للحصول على الاماله اللازمة (30 درجه على الاقل) تمكنه من اجتياز الشتاء .
مع قدوم الشتاء انخفظ معدل انتاج الطاقة إلى 235 واط /الساعة لكل سول لذلك قام فريق العمل باغلاق جميع اجهزته الإلكترونية الغير ضروريه و تقليل فترات الاتصال للحفاظ على طاقته كما انهم عملوا على استغلال الزائده منها في اعادة شحن البطاريات بين حين و حين . قضى الجوال معظم عام 2008 في هذه الحالة من السبات .
في السادس من فبراير من عام 2009 ازالت هبة رياح بعض من الغبار المتراكم على الالواح الشمسية لسبيريت مما ادى إلى زيادة في انتاجييته من الطاقة الكهربائية فاصبح الجوال جاهزا للحركه من جديد لكن لاحقا في سول 1892 (مايو 2009) علق سبيريت في تربه ناعمه و غير متماسكه بسبب احتوائها على كبريتات الحديد مما جعل العربة غير قادره على تخليص نفسها . لذلك حاول المسئولون في مختبر الدفع النفاث الوصول إلى طريقه تمكنهم من اخراج سبيريت من خلال محاكاة الوضع بواسطت نموذج لجوال ارضي و اخر حاسوبي رغم صعوبة الحصول على نفس نوعية التربة و ميكانيكيت حركتها في الارض بسبب ضعف الجاذبيه و الضغط الجوي في المريخ . لذلك قاموا الخبراء في مختبر دفع النفاث باستخدام نموذج خفيف الوزن لسبيريت لمحاكات الجاذبيه غلى المريخ مع وضع التربة داخل صندوق خاص لجعل سلوك الحركي للتربه يماثل وضعيت الانخفاض الضغط الجوي .
بدائت عمليت تحرير سبيريت في السابع عشر من نوفمبر 2009 لكن سرعان ما تم انهائها بسبب توقف العجله اليمنى له في سول 2097 (28 نوفمبر 2009) حيث مع وجود اربع عجلات عامله فقط لن تكون هنالك اية فرصه لتحريره . هكذا اصبحت حياة الربوت مرهونا اما بحصوله على رياح قويه تمكنه من تنضيف الواحه الشمسية لزيادة طاقته المنتجة او ان يجد المهندسين طريقه تمكنهم من تحريك سبيريت للحصول على الاماله الازمه لخلاياه الشمسية و الا فانه لن يستمر لاكثر من شر مايو من عام 2010 .
بعد عدة شهور من المحاولات الفاشلة لإخراج الجوال قررت ناسا في 26 من يناير 2010 إعادة صياغة المهمة من عربة متحركة إلى محطة ثابتة بحثية و توجيه الجهود لجعل سبيريت أكثر استغلالية لضوء الشمس لضمان إعادة شحن البطاريات لكن الأمور لم تجري كما خطط لها بسبب انقطاع الاتصال معه في 30 مارس بدلا عن شهر مايو . حيث توقع العلماء دخول المسبار حالة السبات-المنخفض الطاقة نتيجة فقدان البطاريات الكثير من طاقتها خلال هذه المرحلة.
لكن العلماء ظلوا متفائلين بإمكانية إجتياز سبيريت لهذه المرحلة مع اقتراب الإنقلاب الشمسي الصيفي في المنطقة الجنوبية حيث من الممكن أن يزداد معدل الطاقة الشمسيةبعد أن رافقها هبات من النسيم المريخي .
بقي سبيريت صامتا في مكانه المسماة Troy الواقع في الجانب الشرقي من Home Plate حيث قطع إتصال لاسلكي الإتصال معه منذ سول 2210 (22 مارس 2010) . بدا أن الجوال يعاني من انخفاض شديد في مستوى طاقته لذلك تم إطفاء جميع أنظمته بما في ذلك التواصلي منها ليدخل بعدها في نوم عميق ، لكن لاحقا ظهرت إحتمالية أخرى هي تعطل الساعة الزمنية لسبيريت و هذا و إن حدث سيفقد الجوال قدرته على معرفة الوقت لذلك سيحاول الحفاظ على سباته حتى حصوله على الضوء الكافي يمكنه من الإستيقاظ حيث تسمى هذه الحالة Solar Groovy و إن تجاوز سبيريت هذا الخلل سيكون قادرا على تلقي الإشارات فقط .
في سول 2333 (26 من يوليو 2010) بدأت ناسا تحاول معرفة إذا ماكان هنالك خللا في الساعة الزمنية للجوال من خلال إرسال إشارة X-band تحمل أوامر "" Swee and Bee "" بواسطة هوائي محطة الفضاء السحيق فإذا كان الخلل من الساعة الزمنية كما توقعوا فان الجوال سيستيقظ خلال النهار (حيث إذا ما سمع سبيريت واحدة من تلك الأوامر فإنه سيجيب عليه بإشارة "" Bee "" ) لكنهم رغم هذه الإستراتيجية الجديدة لم يتلقوا أي رد من قبل الجوال .
استمرت محاولات مختبر دفع النفاث لإعادة الإتصال مع سبيريت حتى 25 من مايو 2011 لتعلن ناسا بعدها عن إنهاء المهمة و إيقاف الجهود لإعادة الإتصال التي شملت إرسال أكثر من 1300 أوامر إلى العربة . وفقا لناسا فان سبيريت شهد فرط في برودته الداخلية حيث في الشتاء السابق تم ركن الجوال في منطقه مائلة موجهه نحو الشمس حيث تمكن الجوال من خلالها الحفاظ على حرارته في حدود -40 سيليزيه . لكن منذ أن علق سبيريت قدر المهندسون حرارته الداخلية بحدود -55 سيليزيه .