دور درجة حرارة القمر في استقرار الجليد

يُعدّ القمر مكانًا مثيرًا للاهتمام، مع تقلبات حرارة شديدة بين النهار والليل. 🌕🌡️ فهم هذه التغيرات في درجات الحرارة أمرًا حيويًا لاستكشاف القمر مستقبلاً، واكتشاف الموارد، وحتى إنشاء موائلٍ طويلة الأجل. 🚀

لقد كشفت مهمة تشاندريان-3، التي أطلقتها منظمة الأبحاث الفضائية الهندية, عن رؤىً مُدهشة حول كيفية تأثير التغيرات في درجة الحرارة على استقرار جليد الماء في المنطقة القطبية الجنوبية للقمر. 🧊 تكشف البيانات التي جمعتها تجربة الحرارة الفيزيائية السطحية (ChaSTE) أن الجليد قد يوجد أقرب إلى السطح مما كان يُعتقد سابقًا.

يُعدّ جليد الماء موردًا رئيسيًا لبعثات القمر في المستقبل، لكن وجوده يعتمد بشدة على ديناميكيات درجة حرارة القمر. 💧 ولذلك، فإنّ فهم هذه الديناميكيات ضروريٌّ بشكل خاص.

بخلاف الأرض، تفتقر القمر إلى غلاف جوي لتنظيم الحرارة، مما يُسبب تقلبات شديدة بين النهار والليل. 🌙 والتربة القمرية تتميز بنقل حراري منخفض، مما يعني أن حرارة الشمس لا تخترق بعمق. يُؤدي هذا إلى تدرجات حرارة شديدة الانحدار، حيث تسخن السطح بينما تبقى الطبقات السطحية الباطنية باردة. 🌋

وفرت بعثات أبولو قراءات أولية لدرجات الحرارة، لكنها اقتصرت على المناطق الاستوائية للقمر. ولم يتم حتى الآن جمع بيانات مباشرة لدرجات حرارة السطح من القطبين القمريين. 🧭

تجربة ChaSTE: نهج جديد لقياس درجة حرارة القمر

أحدثت هبوط تشاندريان-3 فيكرام ثورةً في هذا المجال بقياس درجات الحرارة حتى 10 سنتيمترات تحت السطح في المنطقة القطبية الجنوبية للقمر. هذه النتائج حاسمة في تقييم احتمال تكون الجليد، خاصةً في المناطق التي تخطط فيها البعثات المستقبلية، بما في ذلك برنامج أرتميس التابع لناسا، للهبوط. 🚀

واجهت المحاولات السابقة لقياس درجات الحرارة تحت أسطح الكواكب تحديات. أما ChaSTE، فقد اخترق بنجاح طبقة الريغوليث القمرية باستخدام آلية دوران بدلاً من آلية الطرق، مما أظهر أن الطرق القائمة على الاختراق يمكن أن تكون أكثر موثوقية لأجهزة قياس درجة حرارة الكواكب. 🔄

سجلت الآلة اختلافات كبيرة في درجة حرارة السطح عند موقع هبوط فيكرام. 🌡️ على منحدر مُضاءٍ بالشمس بزاوية ٦ درجات، بلغت درجة الحرارة ذروتها ٣٥٥ كلفن (٨٢ درجة مئوية) خلال النهار، وهبطت إلى ١٠٥ كلفن فقط (-١٦٨ درجة مئوية) خلال الليل. منطقة مستوية مجاورة بلغت ذروة أقل بقليل. 📈

توسيع إمكانيات رواسب الجليد القمرية

باستخدام بيانات ChaSTE، طور العلماء نموذجًا 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 تظل باردة بما يكفي للحفاظ على وجود الجليد تحت السطح مباشرة. 🧊

يُعيد هذا الاكتشاف تشكيل الافتراضات السابقة، مشيرًا إلى أن الجليد قد يكون موجودًا في مواقع أكثر وبأعماقٍ أقل مما كان يُعتقد سابقًا.

إن الآثار المترتبة على استكشاف القمر مستقبلاً هامة للغاية. فقد تُعدّ رواسب الجليد مورداً حيوياً للرواد، حيث توفر الماء للشرب، واستخراج الأكسجين، وإنتاج الوقود. تشير هذه الأفكار الجديدة إلى أن هذه الموارد قد تكون أكثر سهولة في الوصول إليها مما كان متوقعاً، مما يقلل من الحاجة إلى عمليات حفر معقدة أو حفر عميقة. 💧

بما أن وكالات الفضاء والشركات الخاصة تستعدّ لوجود بشري مستدام على القمر، فإنّ فهم مواقع وجود الجليد أمر بالغ الأهمية لتخطيط البعثات والاستدامة على المدى الطويل. 🧑‍🚀

خطوةٌ إلى الأمام في علم القمر

تُعدّ مهمة تشاندريان-3 تقدمًا كبيرًا في دراسة فيزياء الحرارة الكوكبية. من خلال تقديم أول قراءات لدرجات الحرارة المباشرة من القطب الجنوبي للقمر، وسّعت من فهمنا العلمي لكيفية تفاعل سطح القمر مع الإشعاع الشمسي. هذا المعرف ليس فقط يحسّن من توقعات استقرار الجليد، بل يُحسّن أيضًا من سلامة البعثات القمرية المستقبلية. ✨

مع استهداف برنامج أرتميس للهبوط في القطب الجنوبي للقمر، والصين تخطط لبعثات روبوتية لاستكشاف المناطق القطبية، فإن الاكتشافات من مشروع تشاست ستلعب دوراً حاسماً في تشكيل حقبة جديدة من استكشاف القمر. 🚀

لم يعد القمر مجرد صخرة قاحلة – بل يحتوي على إمكانية دعم الحياة البشرية وإطلاق مشاريع فضائية مستقبلية. تُقرب نتائج مهمة تشاندريان-3 من هذا الرؤية إلى الواقع. 🌎

المصدر: المصدر