القمر، جرمٌ سماويٌّ مثيرٌ للاهتمام، يُعاني من تقلباتٍ حادّةٍ في درجات الحرارة، بحيث تصل الحرارة إلى مستوياتٍ عاليةٍ خلال النهار، وتنخفض إلى درجاتٍ منخفضةٍ جدًا ليلاً. هذه التغيرات مهمّةٌ لفهم استكشاف القمر المستقبلي 🪐، واكتشاف الموارد، وحتى إنشاء مأوى طويل الأمد للبشر على القمر.

ساعدت مهمة “تشاندريان-3” التابعة لـ منظمة البحث الهندية عن الفضاء في الكشف عن رؤىً ثورية حول تأثير تغيرات درجات الحرارة على ثبات جليد الماء في المنطقة القطبية الجنوبية للقمر. تُشير البيانات التي جمعتها تجربة سطح الفيزياء الحرارية (ChaSTE) إلى أن الجليد قد يكون موجودًا أقرب إلى السطح مما كان يُعتقد سابقًا! 🚀

يُعد جليد الماء موردًا رئيسيًا لمهمات القمر المستقبلية، خاصةً لإنشاء قواعد دائمة، إلا أن وجوده مرتبط بشكلٍ وثيق بديناميكيات حرارة القمر. 💧

يختلف القمر عن الأرض في أنه لا يملك غلافًا جويًا يُنظّم حرارة سطحه، مما يسبب تقلباتٍ حادة بين النهار والليل. كما أن التربة القمرية ذات نقل حراري منخفض، مما يعني أن الحرارة الشمسية لا تخترق بعمق كبير، وتُنشئ تدرجات حرارة شديدة. 🌡️

قدّمت بعثات أبولو في سبعينيات القرن العشرين قراءات أولية للحرارة، لكنها اقتصرت على المناطق الاستوائية للقمر. ولم يتم حتى الآن جمع بيانات مباشرة عن درجة حرارة السطح من القطبين القمريين. 🌕

غيّرت مهمة هبوط تشاندرايان-3 فيكرام هذا، بقياس درجات الحرارة حتى 10 سنتيمترات تحت السطح في المنطقة القطبية الجنوبية للقمر. 📏 هذه النتائج حاسمة في تقييم احتمالية وجود الجليد، خاصةً في المناطق التي تخطط بعثات المستقبل، بما في ذلك برنامج أرتميس التابع لناسا، للهبوط فيها.

واجهت المحاولات السابقة لقياس درجات الحرارة تحت أسطح الكواكب تحديات. فقد عجزت أدوات مثل مسبار MUPUS على مسبار Rosetta Philae التابع لـ وكالة الفضاء الأوروبية ومسبار InSight HP3 التابع لـ وكالة ناسا على المريخ عن الوصول إلى الأعماق المطلوبة بسبب ظروف سطحية غير متوقعة. 😞

لكنّ ChaSTE نجحت في اختراق التربة القمرية باستخدام آلية دوران بدلاً من آلية الضرب، مما يفتح أفقًا جديدًا لقياسات درجات الحرارة. 🔄

سجلت الأداة اختلافات كبيرة في درجة حرارة السطح عند موقع هبوط فيكرام، الواقع تقريبًا عند خط عرض 69 درجة جنوبًا. ففي ضوء الشمس، بلغت درجة الحرارة ذروتها عند 355 كلفن (82 درجة مئوية) خلال النهار، وانخفضت إلى 105 كلفن فقط (-168 درجة مئوية) ليلاً. 🌡️

وصلت منطقة مستوية قريبة إلى قمةٍ منخفضةً قليلاً تبلغ 332 كلفن (59 درجة مئوية). تُبرز هذه القراءات التدرجات الحرارية الحادة للقمر وكيفية تأثير التغيرات البسيطة في التضاريس على درجات حرارة السطح. 📈

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 تبقى باردة بما يكفي للحفاظ على وجود الجليد تحت السطح مباشرة. 🤔

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

هذه الإيحاءات لاستكشاف القمر في المستقبل مهمّة للغاية. فقد تُمثّل رواسب الجليد موردًا حيويًا لرواد الفضاء، مُوفّرةً الماء للشرب، واستخراج الأكسجين، وإنتاج الوقود. تشير المعلومات الجديدة إلى أن هذه الموارد قد تكون أكثر سهولة في الوصول إليها مما كان متوقعًا، مما يقلّل من الحاجة إلى عمليات الحفر المعقدة أو الحفر العميق. 💧

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

تُمثّل مهمة تشاندريان-3 تقدمًا كبيرًا في فيزياء الحرارة الكوكبية. من خلال تقديم أول قراءات لدرجات الحرارة المباشرة من القطب الجنوبي للقمر، وسعت من فهمنا العلمي لكيفية تفاعل سطح القمر مع الإشعاع الشمسي. ولا يقتصر هذا المعرفة على تحسين توقعات استقرار الجليد، بل يُعزز أيضًا السلامة لبعثات القمر المستقبلية. 🔭

مع استهداف برنامج أرتميس التابع لناسا للهبوط في القطب الجنوبي للقمر، وخطط الصين لإرسال بعثات 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 تشاندرايان-3 هذه الرؤية من الواقع. 🌍