مستخدم:نواف حسن عبيد/ملعب
يعود تاريخ استكشاف الفضاء إلى سنة 1921 عند أول غزو للفضاء الخارجي. ومن حينها تعمق الإنسان في دراسة استكشاف حيث سخر مجموعة من الآليات والمعدات ومراكز البحوث لهذا الغرض. وأصبح مجالاً مغرياً كثرت فيهِ الاختصاصات العلمية، كما لعبت الروايات والأفلام عن غزو الفضاء دورا كبيرا ومؤثرا في الاهتمام بهذا المجال. وعندما أعلن العلماء عن احتمال وجود حياة على بعض الكواكب لاقت الاكتشافات الفضائية اهتماما واسعا من طرف المجتمعات الغربية.[1]
تاريخ الاستكشاف في القرن العشرين[عدل][عدل]
حققت قذائف باريس غون رحلات دون المدارية فوق ارتفاع 40 كم وتجرى معظم الرحلات المدارية فعلا في الطبقات العليا من الغلاف الجوي، ولا سيما في الغلاف الحراري (وليس على نطاق واسع) الجدول الزمني لاستكشاف النظام الشمسي. في يوليو 1950 تم إطلاق أول بومبر من كيب كانافيرال، فلوريدا. الصاروخ بومبر هو صاروخ من مرحلتين يتكون من مرحلة أولى في تو V-2 الألمانية ومجهزة بمرحلة ثانية أمريكية «اك كوربورال». أمكنه الوصول إلى ارتفاعات قياسية - وصل بومبر 8 إلى ارتفاع 400 كيلومتر. كانت في المقام الأول لاختبار أنظمة الصواريخ والبحوث في الغلاف الجوي العلوي في الولايات المتحدة الأمريكية
إن أعلى المقذوفات المعروفة قبل اكتشاف الصواريخ في عقد الأربعينيات كانت تسمى قذائف «بندقية باريس»، وهي نوع من المدافع الألمانية الطويلة المدى والتي وصلت قذائفها إلى ارتفاع 40 كيلومترا على الأقل خلال الحرب العالمية الأولى.[2] واتخذ العلماء الألمان بعض الخطوات خلال فترة الحرب العالمية الثانية إذ وضعوا جسم من صنع الإنسان في الفضاء أثناء اختبار الصاروخ «في-2» (V-2) الذي أصبح أول جسم من صنع الإنسان في الفضاء الخارجي رفع بتاريخ 3 أكتوبر 1942 مع إطلاق الطائرة A-4.
بعد انتهاء الحرب استعملت الولايات المتحدة ما تبقى من العلماء الألمان وصواريخهم التي استولي عليها في برامج
نظام الشمسي أو المجموعة الشمسية أو المنظومة الشمسية هي النظام الكوكبي الذي يتكون من الشمس وجميع ما يَدور حولها من أجرام بما في ذلك الأرض والكواكب الأخرى. يَشمل النظام الشمسي أجراماً أخرى أصغر حجماً هي الكواكب القزمة والكويكبات والنيازك والمذنبات، إضافة إلى سحابة رقيقة من الغاز والغبار تعرف بالوسط بين الكوكبي. تدور أيضاً حول الشمس ولكن بشكل غير مباشر، توابع الكواكب التي تسمى الأقمار الطبيعية أو اختصاراً الأقمار،[ملاحظة 1] والتي يَبلغ عددها أكثر من 150 قمرًا معروفًا في النظام الشمسي، معظمها تدور حول العمالقة الغازية. اثنين من هذه الأقمار أكبر حجماً من الكوكب عطارد.
يبقى أكبر جرم في النظام الشمسي وأهم هذه الأجرام طبعاً هو الشمس، النجم الذي يَقع في مركز النظام ويَربطه بجاذبيته، فكتلتها تبلغ 99.9% من كتلة النظام بأكمله، ويأخذ كوكب المشترى حصة الأسد مما لم تأخده الشمس. الشمس هي التي تشع الضوء والحرارة اللَّذين يَجعلان الحياة على الأرض مُمكِنَة، وهي مع ذلك ليست إلا نجماً متوسط الحجم. وتأتي بعد الشمس الكواكب، حيث توجد في النظام الشمسي ثمانية كواكب هي بالترتيب حسب البعد عن الشمس: عطارد والزهرة والأرض والمريخ (الكواكب الصخرية) والمشتري وزحل وأورانوس ونبتون (العمالقة الغازية). يتكون الكوكبان الأكبر حجماً المشتري وزحل أساساً من الهيدروجين والهيليوم؛ بينما الكوكبان الآخران والأكثر بعداً عن الشمس، أورانوس ونبتون فيتكونان من مواد ذات نقط انصهار أكثر ارتفاعاً نسبياً من الهيدروجين والهيليوم. الماء والأمونيا والميثان أمثلة على ذلك. جميع كواكب النظام الشمسي الثمانية تدُرن في مسار شبه دائري حوال الشمس، في مستوى موجود في قرص كاد أن يكون مسطحاً يسمى مسار النظام الشمسي.
توجد العديد من أجرام النظام الشمسي التي يُمكِنُ رؤيتها بالعين المجردة غير الشمس والقمر، ومن الكواكبِ هذهِ الأجرامُ هيَ عطارد والزهرة والمريخ والمشتري وزحل، وأحياناً ألمع الكويكبات[ملاحظة 2] والمذنبات االعابرة أيضاً، إضافة إلى النيازك حيث يُمكن رؤيتها حين تدخل جو الأرض وتحترق مُكوِّنةً الشهب. وطبعاً يُمكِنُ رؤية أكثر بكثيرٍ من ذلك من أجرام النظام الشمسي باستخدام المقراب.
يَعتقد معظم الفلكيين حالياً بأن النظام الشمسي قد وُلد قبل 4.6 مليارات سنة من سحابة ضخمة من الغاز والغبار تعرف بالسَّديم الشَّمسيّ. وحسب هذه النظرية، بدأ هذا السَّديم بالانهيار على نفسه نتيجةً لجاذبيته التي لم يَستطع ضغطه الداخلي مقاومتها. وقد جُذِبَت معظم مادَّة السديم الشمسي إلى مركزه، حيث تكونت الشمس فيه. ويُعتَقَد أنّ جسيماتٍ صغيرةً ممَّا بقي من مادة تراكمت مع بضعها بعد ذلك مكونة أجساماً أكبر فأكبر، حتى تحوَّلت إلى الكواكب الثمانية، وما بقي منها تحول إلى الأقمار والكويكبات والمذنبات.[1]
اكتشاف ومعرفة النظام الشمسي[عدل][عدل]
لعدة آلاف من السنين، ميز البشر وجود نظام شمسي (مع بعض الاستثناءات الكبيرة). اعتقد البشر أن الأرض ثابتة وتشكل مركز الكون، وتختلف بشكل كامل عن الأجرام المتحركة في السماء. على الرغم من أن الفيلسوف الإغريقي أرسطرخس الساموسي اعتقد بأن الشمس تشكل مركز الكون.[2] كان نيكولاس كوبرنيكوس أول من طور نموذجاً رياضياً حول مركزية الشمس والنظام الشمسي. سار في نهجه في القرن السابع عشر جاليليو جاليلي وإسحاق نيوتن ويوهانس كيبلر في تطوير المفاهيم الفيزيائية التي أدت إلى القبول التدريجي بدوران الأرض حول الشمس، وبأن الكواكب تسير بنفس القوانيين الفيزيائية التي تسير الأرض. مكّن تطور التلسكوبات والمسابير في الآونة الأخيرة من اكتشاف ظواهر جيولوجية كالجبال والفوهات الصدمية وظواهر الأرصاد الجوية الفصلية كالغيوم والعواصف الرملية والقبعات الجليدية على كواكب أخرى غير الأرض، (يُمكن رؤية الجدول الزمني لاكتشاف الكواكب والأقمار داخل المجموعة الشمسية).
بنية المجموعة الشمسية[عدل][عدل]
مدارت أجرام المجموعة الشمسية وفق مقياس رسم (عكس اتجاه عقارب الساعة من القمة إلى اليسار). تشكل الشمس العنصر الرئيسي في المجموعة الشمسية، وهي نجم ينتمي إلى التصنيف النجمي G2، وتشكل كتلة الشمس 99.86 من كتلة كل المجموعة الشمسية وتسيطر على حركة المجموعة بفعل جاذبيتها.[3] تشكل كتلة الكواكب الغازية الأربعة (المشتري وزحل وأورانوس ونبتون) حوالي 99% من الكتلة المتبقية للنظام الشمسي. ويشكل المشتري وزحل مايزيد عن 90% من كتلة العمالقة الغازية الأربعة.[c]
معظم الأجسام الكبيرة التي تدور حول الشمس موجودة في مستوي الأرض والذي يدعى مسار الشمس. فالكواكب قريبة جداً من مسار الشمس بينما المذنبات وأجرام حزام كايبر غالباً ماتكون متوضعة في زوايا أكبر بكثير عن مسار الشمس.[4][5] تدور كل الكواكب ومعظم الأجرام حول الشمس مع اتجاه دوران الشمس حول نفسها (باتجاه عكس عقارب الساعة إذا شاهدناها من فوق القطب الشمالي للشمس)، لكن توجد بعض الاستثناءات مثل مذنب هالي. أيضاً جميع الكواكب (عدا الزهرة وأورانوس) تغزل حول نفسها باتجاه عكس عقارب الساعة إذا ما شاهدناها من القطب الشمالي. يغزل الزهرة وأورانوس باتجاه عقارب الساعة. هناك أيضاً كواكب قزمة لها دوران مغزلي مختلف تماماً مثل بلوتو.
يظهر الشكل العام للمجموعة الشمسية على الشكل التالي: في المركز تقع الشمس يدور حولها أربع كواكب داخلية صغيرة نسبياً، هذه الكواكب محاطة بحزام من الكويكبات، تيلهم العمالقة الغازية الأربعة المحاطة بدورها بحزام كايبر المؤلف من أجرام جليدية. يُقسم الفلكيين أحياناً المجموعة الشمسية تبعاً إلى البنية إلى قسمين رئيسيين: النظام الشمسي الداخلي المؤلف من الكواكب الصخرية الأربعة وحزام الكويكبات، والنظام الشمسي الخارجي الذي يتألف من الأجرام التي تقع خلف حزام الكويكبات ومن ضمنها العمالقة الغازية الأربعة.[6] منذ اكتشاف حزام كايبر فإن الجزء الأبعد في النظام الشمسي يعتبر منطقة فريدة والأجرام المتواجدة هناك تدعى بأجرام ما بعد نبتون.[7]
تصف قوانين كبلر لحركة الكواكب دوران الأجرام حول الشمس. وتبعا لقوانين كبلر تدور جميع أجرام النظام الشمسي حول الشمس في مدارات على شكل قطع ناقص وتشغل الشمس إحدى بؤرتيه. تدور الكواكب الأقرب إلى الشمس بسرعة أعلى بسبب تأثرها بجاذبية الشمس. تختلف مسافة الأجرام المتحركة على مسار بشكل قطع ناقص عن الشمس على مدار السنة. تدعى النقطة التي يكون فيها الجرم أقرب مايمكن للشمس بالحضيض، في حين تدعى النقطة التي يكون فيها الجرم أبعد مايمكن عن الشمس بالأوج. يكون مدار الكواكب قريب من الدائري، في حين مدار المذنبات وأجرام حزام كيبلر على شكل قطع ناقص حاد (الفرق بين المحورين الرئيسي والصغير كبير جدا).
بسبب اتساع المجموعة فإن مدارات العديد من الأجرام عن الشمس تتناسب مع بعد مدار هذه الأجرام عن الجرم الذي يليه مع بعض الاستثناءات. وبالتالي فإن الجرم ذو المسافة الأبعد عن الشمس المتواجد في حزام كايبر يمثل أبعد مسافة بينه وبين الجرم الذي يسبقه في المجموعة الشمسية. فعلى سبيل المثال يبعد الزهرة مسافة 0.33 وحدة فلكية عن عطارد في حين يبعد زحل عن المشتري مسافة 4.3 وحدة فلكية ونبتون عن أورانوس 10.5 وحدة فلكية. وقد بذلت محاولات لإيجاد علاقة رياضية بين هذه المسافات لمحاولة تفسير هذه الظاهرة (مثل قانون تيتوس-بود)[8] لكن لم تنتج عنها أي نظرية تفسر ذلك.
تملك معظم الكواكب في المجموعة الشمسية نظام ثانوي خاص بها. بحيث يدور حولها أجرام أخرى تدعى أقمار طبيعية أو توابع. يوجد قمران أكبر من عطارد (أصغر كواكب المجموعة الشمسية). كما تحاط الكواكب الغازية بحلقات الكواكب، وهي حزم من الجسيمات الصغيرة تدور حول الكوكب. معظم الأقمار الضخمة تدور حول كوكبها في حركة تزامنية بحيث يواجه أحد وجهي القمر الكوكب بشكل دائم.
تتركب أجرام النظام الداخلي من الصخور بشكل أساسي،[9] وتكون مجمل هذه المركبات مؤلفة من عناصر ذات نقطة انصهار عالية مثل السيليكا والحديد أوالنيكل، بحيث يبقى صلب في جميع ظروف السديم الكوكبي الأولي.[10] يتركب زحل والمشتري بشكل رئيسي من الغازات والتي تملك نقطة انصهار منخفضة جدا وضغط تبخر عالي مثل هيدروجين جزيئي والهيليوم والنيون بحيث يبقى في الحالة الغازية دائما أثناء التشكل السديمي. يملك الجليد مثل جليد الماء والميثان والأمونيا وكبريتيد الهيدروجين وأكسيد الكربون نقطة غليان أقل من مئة كلفن. ويعتمد الطور الذي تتواجد فيه على ضغط ودرجة حرارة الوسط المحيط. يمكن أن تتواجد هذه المركبات بالطور الصلب أو السائل أو الجليدي في عدة مناطق من المجموعة الشمسية، بينما كانت في الحالة الغازية أو الصلبة أثناء مرحلة السديم. تشكل المركبات الجليدية المركب الأساسي لأقمار الكواكب الغازية بالإضافة إلى أن معظم أورانوس ونبتون يتألف من الجليد، لذلك يدعيان بالعملاق الجليدي، كذلك أعداد هائلة من الأجرام التي تتوضع خلف مدار نبتون.[9][11] ويشار إلى التركيب الغازي والجليدي بالمتطاير.[12]
| كوكب | عطارد | الزهرة | الأرض | المريخ | المشتري | زحل | أورانوس | نبتون |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| رمز |
للبحوث العسكرية والمدنية. وكان أول استكشاف علمي من الفضاء هو تجربة الإشعاع الكوني التي شنتها الولايات المتحدة على صاروخ V-2 في 10 أيار / مايو 1946. [3] اتبع ذلك الصور الأولى مأخوذة للأرض من الفضاء في نفس العام. [4] [5]
أول رحلات مدارية[عدل][عدل]
كان أول إطلاق مداري ناجح للفضاء بواسطة البعثة السوفياتية بدون طيار سبوتنيك 1 («ساتليت 1») في 4 تشرين الأول / أكتوبر 1957. وكان وزن القمر الصناعي حوالي 83 كجم (183 رطلا). ويعتقد أنه قد دار حول كوكب الأرض على ارتفاع حوالي 250 كم (160 ميل). كان له اثنين من أجهزة الإرسال اللاسلكية (20 و40 ميجا هرتز)، والتي تنبعث منها «الصفافير» التي يمكن أن تسمع في أجهزة الراديو في جميع أنحاء العالم. وأستخدم تحليل الإشارات الراديوية لجمع معلومات عن كثافة الإلكترونات في الغلاف الأيوني، بينما شفرت بيانات درجة الحرارة والضغط في مدى الصفافير الراديوية radio beeps. وأظهرت النتائج أن الستالايت (القمر الصناعي) لم يثقبهُ أي نيزك. ولقد انطلقت المركبة (سبوتنيك 1) بواسطة صاروخ R-7. وأحترقت عند دخولها الغلاف الجوي للأرض في 3 كانون الثاني / يناير 1958.
أما البعثة الثانية فكانت المركبة سبوتنيك 2، إذ أطلقها الاتحاد السوفييتي في 3 نوفمبر 1957، وحملت الكلبة «لايكا»، التي أصبحت أول حيوان يدور في المدار خارج الغلاف الجوي.
وأدى هذا النجاح إلى تصعيد برنامج الفضاء الأمريكي الذي حاول دون جدوى إطلاق قمر صناعي طليعي في المدار بعد شهرين. في 31 يناير 1958، نجحت الولايات المتحدة في اطلاق القمر مستكشف 1 على صاروخ جونو.
أول رحلات بشرية[عدل][عدل]
إن أول رحلة فضائية بشرية ناجحة كانت فوستوك 1 Vostok 1 («إيست 1») East 1، وكانت تحمل رائد الفضاء الروسي يوري غاغارين البالغ من العمر 27 عاماً في 12 أبريل 1961. وأكملت المركبة الفضائية مداراً واحداً حول العالم، واستغرقت حوالي ساعة و48 دقيقة. كان صدى رحلة غاغرين حول العالم في برنامج الفضاء السوفياتي له أثرهُ المتقدم وقد فتحت حقبة جديدة تماماً في استكشاف الفضاء كرحلة البشر إلى الفضاء.
أطلقت الولايات المتحدة لأول مرة رائدا إلى الفضاء في غضون شهر من فوستوك 1 مع رحلة ألان شيبارد، كانت الرحلة تحت المدارية على متن ميركوري-ريدستون 3 أو الحرية 7. وحققت الولايات المتحدة الرحلة المدارية عندما صعد جون جلين على متن المركبة الفضائية «الصداقة 7» في 20 شباط / فبراير 1962.
كانت أول امرأة تذهب في رحلة إلى الفضاء هي فالنتينا تيريشكوفا، ودارت حول الأرض 48 مرة على متن «فوستوك 6» في 16 يونيو 1963.
أطلقت الصين لأول مرة شخصاً في الفضاء بعد 42 عاماً من إطلاق فوستوك 1، في 15 أكتوبر 2003، مع رحلة يانغ لي وى على متن سفينة الفضاء شنتشو 5 (ديفين فيسيل 5).
استكشافات الكواكب الأولى[عدل][عدل]
أول جسم اصطناعي يصل إلى جرم سماوي كان «لونا 2» في عام 1959.[6] وأول هبوط تلقائي على جسم سماوي آخر تم تنفيذه من قبل لونا 9،[7] في عام 1966. لونا 10 أصبح أول قمر اصطناعي للقمر.[8]
كان أول هبوط للإنسان على جسم سماوي وهو أبولو 11 - هبوط على القمر في 20 يوليو 1969.
أول رحلة ناجحة بين الكواكب كانت عام 1962 مارينر 2 من كوكب الزهرة (34.773 كيلومترا)، ولقد وصلت إلى الكواكب الأخرى عام 1965، فوصلت لكوكب المريخ بواسطة مارينر 4، وإلى كوكب المشترى عام 1973 بواسطة بيونير 10، وإلى كوكب عطارد بواسطة مارينر 10 عام 1974، وإلى كوكب زحل بواسطة بيونير 11 عام 1979، وإلى كوكب أورانوس بواسطة فوياجر 2 عام 1986، وإلى كوكب نبتون بواسطة فوياجر 2 عام 1989، وإلى كوكب القزم وسيريس وبلوتو بواسطة فجر عام 2015.
استكشاف الشمس[عدل][عدل]
في أواخر عام 1995 أطلق للفضاء مرصد خاص أطلق عليه اسم سوهو، وذلك لغرض دراسة الشمس والغلاف الجوي للأرض. كان ذلك المرصد محملا بـ 12 تلسكوب لرصد نشاط الشمس بصورة دائمة، وبتفصيل دقيق للغاية. وأرسل هذا المرصد الكثير من المعلومات، أبرزها أن سطح الشمس يرتفع وينخفض كل 5 دقائق بسبب الأصوات التي تنطلق من مركزها.
التلسكوب هابل[عدل][عدل]
عندما أصبحت المراصد الأرضية غير قادرة على إمداد العلماء بمزيد من المعلومات عن الفضاء، بسبب حجب الغلاف الجوي لكمية من الضوء الواصل للأرض، فأطلق إلى الفضاء التلسكوب هابل عام 1995 . وكان الهدف من إطلاقهِ معرفة كيفية نشأة الأرض وكيف تولد النجوم وتموت، ودراسة الغلاف الجوي للكوكب زحل. ومن فترة إلى أخرى تجرى للتلسكوب هابل صيانة دورية في الفضاء، ويزود بأجهزة حديثة. وكانت من أبرز إنجازات هذا التلسكوب في عام 1998 حيث أرسل معلومات وصور عن نجم شديد اللمعان أطلق عليهِ اسم «بستول»، وأعلن العلماء أنهُ أكبر من الشمس حوالي 100 مرة.
المجسات الفضائية[عدل][عدل]
يسبح في الفضاء العديد من المجسات الفضائية (مسبار)، وهي عبارة عن آلات فضائية مزودة بالعديد من الأذرع الفضائية، مثل: المجسات، والمثاقب، وآلات الكاميرات، ومعامل التحليل. وهذهِ المجسات تقترب من الكواكب وتدور حولها، وتهبط على سطحها، وتأخد عينات من الصخور وتحلل تربتها، وترسل النتائج إلى مركز المراقبة الأرضية مثل: مجس غاليليو الذي فحص كوكب المشتري، والمجس كاصيني الذي وصل إلى كوكب زحل، وفحص تربتهِ، والمجس بانفايدر الذي أطلق إلى كوكب المريخ، وأرسل المزيد من المعلومات عن المريخ، بالإضافة إلى المنقب القمري الذي فحص سطح القمر، وبناء عن المعلومات الواردة منهُ فيوجد ما بين 10-300 طن من الماء على سطح القمر. المحطات الفضائية[عدل] تعتبر محطة الفضاء الروسية مير التي تناوب على الصعود إليها بواسطة المكوك الفضائي العديد من رواد الفضاء هي أشهر محطة فضائية أطلقت عام 1986، وهي تتكون من خمس مركبات فضائية متصلة ببعضها، ومزودة بلوحات شمسية خاصة تمدها بالكهرباء، ومهمة الرواد بداخل المحطة دراسة الأجسام الفضائية والغلاف الجوي ومناخ الأرض.
لاحقًا تعاونت العديد من دول العالم في تشغيل المحطة الفضائية الدولية، وضمت هذه المجموعة من الدول روسيا والولايات المتحدة معًا.