القمر، ذلك الجرم السماوي المذهل، يخفي أسرارًا مثيرة للاهتمام حول وجود الجليد على سطحه. 🌕 هل يمكن أن نجد المزيد من مواقع الجليد على هذا الجرم؟ يُعدّ فهم كيفية تأثر الجليد بتغيرات درجات الحرارة أمرًا بالغ الأهمية لرحلاتنا المستقبلية إلى الفضاء.

مهمة تشاندرايان-3، التي أطلقتها منظمة أبحاث الفضاء الهندية، ساهمت في الحصول على رؤىٍ قيّمة حول كيفية تأثير تغير درجة الحرارة على ثبات جليد الماء في المنطقة القطبية الجنوبية للقمر. من خلال تجربة الحرارة الفيزيائية السطحية (ChaSTE)، كشفت البيانات عن وجود جليدٍ أقرب إلى السطح مما كان يُعتقد سابقًا! 🚀

على عكس الأرض، لا يمتلك القمر غلافًا جويًا لحماية درجات الحرارة. تؤدي هذه الظروف إلى تقلباتٍ حادة بين النهار والليل. تتميز التربة القمرية بنقلٍ حراري منخفض، مما يجعل الحرارة الشمسية لا تتغلغل بعمقٍ كبير. ينتج عن ذلك تدرجات حرارة مُفاجئة، حيث يُسخّن السطح بينما تبقى الطبقات السطحية باردة.

أوضحت بعثات أبولو في سبعينيات القرن الماضي بعض قراءات درجات الحرارة، ولكنها اقتصرت على المناطق الاستوائية. لم يتم جمع بيانات مباشرة عن درجات الحرارة من القطبين القمريين حتى الآن.

غيرت هبوطه فيكرام التابع لمهمة تشاندرايان-3 ذلك. قيّس ChaSTE درجات الحرارة حتى 10 سم تحت سطح المنطقة القطبية الجنوبية للقمر. هذه القياسات ضرورية لتقدير فرص وجود الجليد في المناطق التي تُخطط البعثات المستقبلية للهبوط فيها، بما في ذلك برنامج أرتميس التابع لناسا.

واجهت محاولات قياس درجات الحرارة تحت أسطح الكواكب تحديات. كافحت أجهزة قياس درجات الحرارة، مثل MUPUS على متن مسبار Rosetta Philae التابع لوكالة الفضاء الأوروبية، ومسبار InSight HP3 التابع لوكالة ناسا على المريخ، للوصول إلى الأعماق المطلوبة بسبب ظروف سطحية غير متوقعة.

لكن ChaSTE نجحت باختراق التربة القمرية باستخدام آلية دوران بدلًا من الطرق التقليدية. هذا يُشير إلى أن الطرق القائمة على الاختراق قد تكون أكثر موثوقية في قياس درجات حرارة الكواكب.

تُظهر قياسات ChaSTE اختلافات كبيرة في درجات حرارة السطح حول موقع هبوط فيكرام. على منحدرات مُضاءة بالشمس بزاوية 6 درجات، بلغت درجة الحرارة ذروتها 355 كلفن (82 درجة مئوية) خلال النهار، وانخفضت إلى 105 كلفن فقط (-168 درجة مئوية) خلال الليل.

وصلت منطقة مُجاورة مسطحة، تبعد مترًا فقط، إلى ذروة منخفضة تبلغ 332 كلفن (59 درجة مئوية). توضح هذه القراءات التدرجات الحرارية الحادة على القمر وكيف تؤثر التغيرات الطفيفة في التضاريس على درجات حرارة السطح.

استخدم العلماء بيانات ChaSTE لبناء نموذج يُظهر كيف تؤثر زوايا المنحدرات على درجة الحرارة في المناطق القمرية ذات خطوط العرض العالية. يُشير النموذج إلى أن المنحدرات التي تواجه بعيدًا عن الشمس، بزوايا أكبر من 14 درجة، قد تبقى باردة بما يكفي لحفظ الجليد تحت السطح مباشرة.

يُغيّر هذا الاكتشاف فهمنا السابق، ويُشير إلى أن الجليد قد يوجد في مواقع أكثر وبأعماق أقل مما كان يُعتقد سابقًا.

النتائج لها تأثير كبير على استكشاف القمر في المستقبل. الجليد مصدر حيوي للرواد، يُوفّر الماء للشرب، والأكسجين، وحتى الوقود. قد تسهّل هذه الاكتشافات الوصول إلى هذه الموارد، مما يقلّل من الحاجة لعمليات حفر مُعقدة.

فهم مواقع وجود الجليد أمر بالغ الأهمية لوكالات الفضاء وشركات الاستكشاف الخاصة، لتخطيط البعثات والاستدامة على المدى الطويل.

مهمة تشاندرايان-3 تمثل تقدمًا كبيرًا في فيزياء الحرارة الكوكبية. من خلال تقديم قراءاتٍ مباشرة لدرجات الحرارة من القطب الجنوبي للقمر، ساهمت في تحسين فهمنا العلمي لتفاعل سطح القمر مع الإشعاع الشمسي، مما يُحسّن من سلامة البعثات القمرية المستقبلية.

مع استهداف برنامج أرتميس للهبوط في القطب الجنوبي للقمر، وتخطيط الصين لبعثات روبوتية لاستكشاف المناطق القطبية، ستلعب الاكتشافات من مشروع ChaSTE دورًا حاسمًا في مستقبل استكشاف القمر.

لم يعد القمر مجرد جرمٍ صخريٍ قاحل، بل أصبح مصدرًا مُحتملًا لدعم الحياة البشرية في الفضاء. نتائج مهمة تشاندرايان-3 تقرّبنا من تحقيق هذه الرؤية. ✨