بعثة التحليقات المتعددة حول أوروبا
بعثة التحليقات المتعدده حول اوروبا (بالانجليزيه: Europa MultiPle - Flyby Mission) و التي سابقا كانت تعرف باسم " اوروبا-كليبر " هي عباره عن مهمه استكشافيه كوكبيه قيد التطوير من قبل ناسا و تتالف من قمر صناعي مع مسبار هبوط حيث ينتظر اطلاقهما معا خلال العشرينات من هذه الالفيه (حوالي عام 2022) .
سيعمل القمر الصناعي على دراست القمر الغاليلي أوروبا من خلال تموضعه في مدار معين حول المشتري ثم انزال هابط ارضي عليه .
تاتي المهمه لتستكمل الدارسات التي قام بها غاليليو (مسبار فضاء) خلال الثمان سنوات الماضيه حيث افصحت تلك البحوث عن احتماليت وجود محيطات تحت سطحيه للقمر اوروبا .
في البدايه خطط لارسال المسبار بالتزامن مع مشاريع اخرى كبعثة مستكشف اقمار المشتري الجليديه إلى مدا أوروبا لكن بسبب إشعاعات القويه التي يتعرض لها مدار أوروبا من قبل الغلاف المغناطيسي للمشتري , فضل ان يتم تثبيت المسبار حول مدار المشتري حيث سيقوم القمر الصناعي باجراء دارسته عن القمر كلما اقترب منه .
اشتق هذا المشروع في الاصل من مهمة اوروبا - كليبر حيث بداء كنوع من التعاون العلمي بين مختبر الدفع النفاث و مختبر الفيزياء التطبيقية .
يوصف اوروبا على انه من الاماكن القليله ظمن المجموعة الشمسية التي يمكن لها ان تحتوي على نوع من الحياة الجرثوميه , حيث نشئت تلك الفرضيه اعقاب بعثة غاليليو (مسبار فضاء) و منذو ذلك اليوم عكف مختبر الدفع النفاث على دراست و تطوير عدد من البعثات الاستكشافيه اللاحقه حيث اثمرت تلك البحوث عن عدة افكار مثل مسبار اقمار المشتري الجليديه , مسبار أوروبا و اخيرا أوروبا - كليبر .
نشئت مهمة اوروبا-كليبر من قبل فريق من العلماء يترئسها السيد لويس بروكتير من مختبر الفيزياء التطبيقية التابع لجامعة هوبكنز و باري عولدستن من مختبر الدفع النفاث حيث وضع المشروع في المراحل الافتراضيه و قدر المبلغ اللازم له بحدود مليارين دولار .
في مارس 2013 تم تخويل 75 مليون دولار لغرض تحديد فعاليات المهمه , دراست المقترحات الخاصه باهداف البعثه و رصد المبالغ الاوليه لتطوير الاجهزه التي اقترحت في عام 2011 .
في عام 2014 تم زيادة ميزانية تمويل مشروع أوروبا - كليبر من 15 مليون إلى 100 مليون لاكمال الاعمال .
كما انم في الدورة الانتخابيه لعام 2014 عبر جميع المترشحين عن تايدهم لهذا المشروع متعهدين بمواصلتهم دعمهم لها , كما ان القائمين على مشروع أوروبا - كليبر منحوا 30 مليون دولار اظافيا لدعم الدارسات الاوليه لها .
في ابريل من عام 2015 عرضت ناسا على وكالة الفضاء الاوروبية فكرة اللحاق مسبار ثاني من صنعها إلى المشروع ليطيرا معا نحو المشتري حيث من الممكن ان يحملا تصميما متشابها مع هابط ارضي لكل منهما .
في شهر مايو من عام 2015 قامت ناسا باختبار تسعة اجهزه علميه للمسبار حيث سيكلف تطويرها خلال السنوات الثلاثه التاليه ما يقارب 110 مليون دولار .
في يونيو من عام 2015 اعلنت ناسا عن موافقتها للمشروع بشكل كامل لتنتقل المهمه إلى المراحل التاليه التي هي "مرحلة التكوين" لاحقا في يناير من عام 2016 تم الموافقه على تزويد البعثه بمسبار ارضي .
ان الاهداف المفترضه لبعثة اوروبا-كليبر تتمثل في استكشاف أوروبا ,
البحث عن امكانيت احتضان القمر للحيات و اخيرا المساعده في اختيار البقعه المناسبه لهبوط المسبار الارضي , اما الاهداف العلميه الاساسيه فتتمثل في :
لن يتخذ المسبار أي مدار حول القمر أوروبا بل سيدور حول الكوكب الام , المشتري , خلال مهمة سيمر 45 مره من القمر بارتفاع 25 إلى 2700 كيلومتر حيث في كل لقاء سيتم تغطية منطقه معينه منه لنحصل في النهاية على مسح طوبوغرافي شامل لكن متوسط الجوده عن أوروبا .
من الممكن لمسبار اوروبا-كليبر ان يطير بارتفاع منخفض عن سطح القمر و ذلك لغرض الحصول على عينات من المياه المحيطات التحت سطحيه من خلال اعمدة البخار المائيه التي تطلق من القشره الجليديه نحو الفضاء دون الحاجه إلى الهبوط على السطح و الحفر اسفله .
بسبب تعرض أوروبا إلى الحقول الاشعاعيه القويه المنبعثة من محيط المشتري , فلن تكون باستطاعت المركبه الصمود لاكثر من أشهر معدوده حول مدار القمر و عن مسافه قريبة , لكن المشكلة الأهم هنا تتمثل في الوقت الذي تحتاجه المركبه لاعادة البيانات العلميه إلى الكره الارضيه فمعظم الاجهزه التي على متنها لديها القدره على جمع المعلومات بسرعه تفوق قدرت نظام التواصل في المركبه من اعادت بثها إلى الارض و ذلك بسبب محدوديت عدد الهوائيات المتاحه.
ان الدراسات التي اجريت من قبل العلماء في مختبر الدفع النفاث اثبتت ان القيام بالعديد من المناورات التحليقيه حول أوروبا ( رغم حاجتها إلى شهور عديده لاعادة البيانات المكتسبه إلى الارض ) سوف تمكن الوكاله من تنفيذ معظم القياسات الحاسمه و الابقاء على تكلفة المهمه في حدود مليارين دولار مقابل 4.3 مليار دولار لتلك البعثه لو وضعت في مدار ثابت حول القمر أوروبا , حيث في كل عمليت تحليق سيتوفر للمسبار سبعة إلى عشرة ايام لاعادة إرسال البيانات المخزونه إلى الارض ( خلال ذلك اللقاء الوجيز الذي يتم مع القمر ) و هذا يعني الحاجه إلى سنة كامله لنقل المعلومات مقارنه بثلاثين يوما لو كانت المركبه مثبة في مدار القمر أوروبا و النتيجة ستكون , الحصول على الكثير من البيانات تفوق بثلاثت مرات تلك التي ترسل من خلال مدار القمر , مع تقليل معدل تعرض المركبه للإشعاعات .
اوروبا-كليبر سترث تقنيات تم اختبارها بنجاح على بعثات اخرى كبعثة غاليليو و جونو مع اخذ بالاعتبار الظروف الاشعاعيه التي ستواجهها المركبه و لهذا سيتم وضع الاجهزه الالكترونيه في غلاف يتكون من 150 كيلوغرام من المواد الوقائيه التي ستعمل كترس ضد الاشعاعات المنبعثة من الكوكب لتحقيق اقصى فعاليه منها .
يخمن ان يتم اللجوء إلى المولدات الاشعاعيه الحراريه و مصادر الطاقة الشمسية لتغذية المسبار بالكهرباء الضروريه . ففي سبتمر من عام 2013 قرر اللجوء إلى الالواح الشمسيه لثمنها المناسب مقارنه بالمولدات الاشعاعيه , حيث التحليلات الاوليه اقترحت ان لكل لوح يبلغ مساحته السطحيه 18 مترمربع القدره على انتاج 150 واط من الطاقه الكهربائيه المستمره و ذلك عندما يتم توجيه المسبار من مدار المشتري نحو الشمس اما في الاوقات التي سيدخل المسبار في ضل أوروبا فعندها البطاريات ستتكفل في تزويد المسبار بالطاقه بدلا عن الشمس, على كل حال الاشعاعات الؤينه يمكن لها ان تتسبب بتلف الالواح الشمسيه حيث مسبار أوروبا - كليبر سيمر خلال الغلاف المغناطيسي القوي للمشتري و الذي من المتوقع مع مرور الايام سيتسبب باضرار لتلك الالواح تدريجيا , الخيار البديل هنا سيكون المولدات الاشعاعيه الحراريه المتعددة المهام المزوده بالبلوتونيوم -238 كوقود لها , حيث هذه المولدات اثبتت فعاليتها في مهة كوريوستي . يتوفر حاليا خمسة نسخ منها فقط , اثنين منها تم حجزها لمهمة مارس 2020 ( واحده للجوال و اخرى كنسخة احتياطيه ) . لكن في أكتوبر من عام 2014 تم اختيار الالواح الشمسيه كمصدر لطاقة المسبار بسبب رخص ثمنها مقارنه بالمولدات الاشعاعيه و ملائمتها الكبيره لهذه البعثه ( على الرغم من ان الطاقه المنتجه في مدار المشتري تساوي 4% فقط من تلك التي ستنتج في مدار الارض ) لكن تلك الالواح ستعمل في نفس الوقت على زيادة وزن المسبار مقارنه بالمولدات الاشعاعيه لكن رغم ذلك سيكون باستطاعت الصواريخ الحامله من ارسالها إلى المدار .
رغم ان تصميم المسبار و الموضع الذي يستخذه مداره قابل للتغيير ( مع تقدم مرحلة البناء ) , الا ان في مايو من عام 2015 تم الاعلان عن تسعة اجهزه علميه للبعثة حيث يقدر ان تبلغ كتلتها الكليه بحدود 82 كيلوغرام و تشمل :
هذا الجهاز يتم بنائه بمشاركة مختبر الفيزياء التطبيقي التابع لجامعة هوبكنز.
العالم جاك وايت (الذي اختير سابقا للاشراف على عمل جهاز INMS المثبت على مركبة كاسيني ) يشرف حاليا على تطوير الجهاز.
لو تم تزويد تلك الاقمار الصناعيه الصغيره (CubeSat) بمحركات صاروخيه فسيكون باستطاعت بعضها الدخول إلى مدار القمر . ان عمليت تزويد المسبار بالاقمار الصناعيه الصغيره كيوب سات و الهابط الارضي تعني اللجوء إلى نظام SLS (الذي يتمثل بصاروخ اقلاع ثقيل) لنتمكن من اطلاق بعثة اوروبا-كليبر نحو المشتري.
في اللحظه الاولى التي تم فيها مناقشة مشروع اوروبا-كليبر اقترح ان يتم اللحاق هابط ارظي بالمهمة و الذي سيكون بقطر متر و بوزن 230 غرام ( منها 30 غراما للاجهزه العلميه ) اما للاجهزه التي ستحمل على متنه نحو السطح , فتم اقتراح مطياف ضوئي كتلي و مطياف رامان لتحديد مكونات السطح .
سيقوم القمر الصناعي بحمل المسبار الارضي نحو القمر أوروبا و اطلاقه لاحقا حيث لانزال المسبار يتطلب اللجوء إلى تقنية الرافعه السماويه , لكن مع نظام توجيه أكثر دقتا ليتمكن الهبوط بسلام قرب صدع عميق و فعال . من المتوقع ان يعمل المسبار لقرابت عشرة ايام على سطح أوروبا مستخدما بطاريته الداخليه .
على القمر الصناعي قضاء ثلاثت سنوات ليتمكن من تصوير 95% من سطح أوروبا بدقه تصل 50 مترا للبكسل الواحد حيث من خلال تلك المعطيات سيتمكن العلماء من ايجاد البقعه المناسبه لهبوطا المسبار . و تجدر الاشاره هنا لو تم اظافت المسبار إلى المهمه فهذا يعني سترتفع تكاليف البعثه إلى مليار دولار.
من النظره الاولى للبعثه يتوقع ان يتم اللجوء إلى صاروخ اطلس في-551 لاطلاق المسبار الذي بدوره سيلجيء إلى جاذبية زهرة-ارض-ارض للوصول إلى المشتري خلال فترة تقارب ستة سنوات . في يناير من عام 2016 اعلن ان البعثه سيتم اقلاعها من خلال "النظام الاقلاعي لناسا" الذي سيلجيء إلى مسار مباشر نحو المشتري حيث هذا يعني تقليل فترة الوصول إلى ثلاثت سنوات فقط.