عالم الفضاء: رحلات الفَـضاء

رحلات الفَـضاء

رحلات الفضاء بدأت رحلات الفضاء استجابة للفضول البشري لسبر أغوار الأرض والقمر والكواكب والشمس وغيرها من النجوم والمجرات. تجوب المركبات المأهولة وغير المأهولة خارج حدود الأرض، لجمع المعلومات القيمة عن الكون. فقد زار الإنسان القمر، وعاش في المحطات الفضائية لفترات طويلة. وهكذا ساعدنا استكشاف الفضاء في معرفة كنه العلاقة الحقيقية بين الأرض وبقية الكون. ويجيب استكشاف الفضاء عن كيفية تكون الشمس والكواكب والنجوم، وما إذا كانت هناك حياة في مكان آخر من الكون.

بدأ عصر الفضاء في اليوم الرابع من أكتوبر من عام 1957م. ففي ذلك اليوم أطلق الاتحاد السوفييتي أول قمر صناعي (سبوتنيك 1) ليدور حول الأرض. وكانت أول رحلة طيران فضائية مأهولة يوم 12 أبريل عام 1961م، حين دار رائد الفضاء السوفييتي يوري جاجارين حول الأرض في السفينة الفضائية فوستوك 1 في رحلة استغرقت 108 دقائق.

زادت المركبات غير المأهولة، التي تسمى المجسات الفضائية، من معرفتنا بالفضاء الخارجي والكواكب والنجوم. ففي عام 1959م، مر مجس فضائي بالقرب من القمر، وارتطم آخر به. وفي عام 1962م، حلق مجس أمريكي بالقرب من كوكب الزهرة. وفي عامي 1974 و1976م، أطلقت الولايات المتحدة الأمريكية مجسين فضائيين ألمانيين إلى مدار كوكب عطارد القريب من الشمس. وفي عام 1976م، هبط مجسان أمريكيان على سطح كوكب المريخ. وقد عملت هذه المجسات على دراسة كل الكواكب عدا كوكب بلوتو، كما أنها استكشفت المذنبات والكويكبات.

بدأت أول رحلة مأهولة للقمر في 21 ديسمبر 1968م، عندما أطلقت الولايات المتحدة الأمريكية المركبة الفضائية أبولو8، والتي دارت حول القمر ثماني مرات ثم عادت سالمة إلى الأرض. وفي 20 يوليو 1969م، هبط رائدا الفضاء الأمريكيان نيل أرمسترونج وإدوين ألدرين الابن بمركبتهما أبولو 11 على سطح القمر. وأصبح أرمسترونج أول إنسان تطأ قدماه سطح القمر. وبعد ذلك قام رواد الفضاء الأمريكيون بخمس عمليات هبوط على سطح القمر قبل استكمال برنامج أبولو القمري عام 1972م.

وخلال سبعينيات القرن العشرين، طوّر رواد الفضاء مهارات مختلفة للعيش في الفضاء، على متن محطتي الفضاء سكايلاب وساليوت. وفي عامي 1987 و1988م، دار رائدا فضاء سوفييتيان لمدة 366 يومًا متتابعة على متن مركبة في الفضاء. وفي الثاني عشر من أبريل 1981م، انفجر مكوك الفضاء الأمريكي كولومبيا، وكان هذا المكوك أول مركبة فضائية قابلة لإعادة الاستخدام، وأول مركبة فضائية تستطيع الهبوط في المطارات العادية. وشهد يوم 28 يناير 1986م، مأساة مروعة، إذ انفجر مكوك الفضاء تشالنجر، وقتل جميع أعضاء طاقمه السبعة. وقد أعيد تصميم المكوك مرة أخرى، واستأنف رحلاته عام 1988م.

وفي السنوات الأولى من عصر الفضاء أضحى النجاح في ميدان الفضاء مقياسًا لتفوق الأمم وريادتها في العلوم والهندسة والدفاع الوطني، مما أدخل الولايات المتحدة الأمريكية والاتحاد السوفييتي السابق في تنافس محموم عرف بالحرب الباردة. ونتيجة لذلك، تنافست الدولتان لتطوير برامجهما المتعلقة بالفضاء. وقاد "سباق الفضاء" في ستينيات وسبعينيات القرن العشرين، الدولتين إلى إنجازات استكشافية هائلة. وبنهاية السبعينيات، قل إيقاع هذا السباق عندما عملت الدولتان على تحقيق أهداف مستقلة في الفضاء. وتتميز البرامج الفضائية اليوم بخطواتها الثابتة والراسخة في ظل التعاون الدولي.

وقد صاحب تطور البرامج الفضائية خلاف حاد حول التوازن الأمثل بين الاستكشاف بوساطة مركبات مأهولة أو مجسات غير مأهولة، حيث يفضل بعض الخبراء المجسات غير المأهولة لأنها أرخص وأكثر أماناً...

تواريخ مهمة في استكشاف الفضاء

1926 العالم الأمريكي روبرت هتشينجز جودارد يطلق أول صاروخ في العالم يستخدم داسرًا سائلاً.

1957-4 أكتوبر الاتحاد السوفييتي يطلق سبوتنيك 1، أول قمر صناعي.

1958 إنشاء الإدارة الوطنية للطيران والفضاء (ناسا)

1959-12 سبتمبر الاتحاد السوفييتي يطلق لونا 2، أول مجس فضائي يصطدم بالقمر.

1961-12 أبريل يوري جاجارين، رائد الفضاء السوفييتي، يصبح أول إنسان يدور حول الأرض.

1961-5 مايو ألن بارتلت شبرد الأصغر، يصبح أول رائد فضاء أمريكي يغزو الفضاء.

1962-20 فبراير جون هيرتشل جلين الأصغر، يصبح أول رائد فضاء أمريكي يدور حول الأرض.

1963-16 يونيو فالنتينا تيرشكوفا، رائدة الفضاء السوفييتية، تصبح أول امرأة تطير في الفضاء.

1964-12 أكتوبر الاتحاد السوفييتي يطلق فوسخود 1، أول كبسولة فضائية تحمل أكثر من رائد فضاء واحد (3 رواد)

1968-21 ديسمبر الولايات المتحدة الأمريكية تطلق لونا 8، أول مركبة فضائية مأهولة تدور حول القمر.

1969-20 يوليو رائدا الفضاء الأمريكيان نيل أرمسترونج وإدوين ألدرين الابن يصبحان أول كائنين بشريين يهبطان على سطح القمر.

1970-17 أغسطس الاتحاد السوفييتي يطلق فينيرا 7، أول مجس يبث معلومات من سطح كوكب الزهرة بعد أن هبط عليه في 15 ديسمبر.

1971-7 يونيو رواد الفضاء السوفييت يستخدمون ساليوت 1 بوصفها أول محطة فضائية مأهولة تدور حول الأرض.

1975-8 يونيو الاتحاد السوفييتي يطلق المجس فينيرا 9 ليصبح أول مركبة فضائية تلتقط صورًا لكوكب الزهرة.

1975-15 يوليو الاتحاد السوفييتي والولايات المتحدة الأمريكية يطلقان مشروع اختبار أبولو- سويوز بوصفهما أول بعثة فضائية مشتركة.

1975-20 أغسطس الولايات المتحدة الأمريكية تطلق المجسين فايكنج1 (20 أغسطس، وفايكنج 2 (9 سبتمبر) لكوكب المريخ. هبط المجسان على المريخ عام 1976م وأرسلا صورًا ومعلومات عنه.

1977-20 أغسطس الولايات المتحدة تطلق المجس فويجر 2 الذي طار إلى ما بعد كوكب المشتري عام 1979م، ثم اقترب من كوكب زحل عام 1981م، ثم كوكب أورانوس عام 1986م، وأخيرًا كوكب نبتون عام 1989م، وأرسل صورًا إلى الأرض.

1985-2 يوليو وكالة الفضاء الأوروبية تطلق المجس جيوتو، الذي اجتاز المذنب هالي في 14 مارس 1986م، وصور نواة المذنب وأرسل معلومات عنه إلى الأرض.

1986-28 يناير انفجار مكوك الفضاء الأمريكي تشالنجر بعد فترة قصيرة من إطلاقه،ومصرع جميع أفراد طاقمه السبعة.

1989-18 أكتوبر الولايات المتحدة تطلق المجس جاليليو الذي وصل كوكب المشتري عام 1995م. تميز جاليليو بتقنيته العالية.

990-10 أغسطس دار مجس الفضاء الأمريكي ماجلان حول كوكب الزهرة وأرسل للأرض خرائط رادارية لسطح الزهرة.

1995-22 مارس أكمل رائد الفضاء الروسي فالري بولياكوف 438 يومًا في الفضاء على متن المحطة الفضائية مير.

1997-6 يوليو العربة الآلية سوجيورنر تهبط من سلم إنزال على المركبة الفضائية باثـفايندر للتحرك على سطح المريخ بهدف القيام بعمليات مسح للكوكب الأحمر.

مصطلحات في استكشاف الفضاء

إدارة البعثة الفضائية: وسائل في الأرض تشرف على الرحلة الفضائية.

الاستخلاص من المدار: استعادة صواريخ بوساطة سفينة فضائية مدارية ووضعها في الغلاف الجوي لكوكب ما.

الأكسجين السائل: يحتوي على الأكسجين بعد تبريده في درجة الحرارة -183 م ليتحول إلى سائل. يستخدم الأكسجين السائل في عمليات حرق وقود الصاروخ.

الجاذبية الصغرية: حالة تحدث أثناء القيام برحلة مدارية، يسبح فيها الطاقم وكل الأشياء داخل السفينة الفضائية بتلقائية، دون الشعور بالوزن الذي تحدثه الجاذبية في العادة.

جو الأرض والفضاء: يتضمن الغلاف الجوي ومناطق الفضاء التي تليه.

الحمل الصافي: كل ما تحمله سفينة فضائية من طاقم وأجهزة وغيرهما.

الداسر: أو الوقود الدافع، مادة يحرقها الصاروخ ليولد قوة دافعة. ويحتوي الداسر على وقود ومؤكسدات.

الدرع الحراري: غطاء على المركبة الفضائية يحميها من الحرارة العالية أثناء عملية الولوج في الغلاف الجوي. يصنع الدرع من أنواع مختلفة من العوازل.

رائد الفضاء: ربان مركبة فضائية.

السرعة الاتجاهية المدارية: السرعة الدنيا المطلوبة للمحافظة على الدوران حول الأرض أو أي جسم آخر.

سرعة الانفلات الاتجاهية: السرعة الدنيا التي ينبغي أن تصلها المركبة الفضائية للتغلب على قوة الجاذبية.

صاروخ السبر: صاروخ يحمل أجهزة علمية لطبقة الغلاف الجوي العليا، أو الفضاء القريب من الأرض.

القمر الصناعي: جسم صناعي يدور حول الأرض أو حول أي شيء آخر في الفضاء.

القوة الدافعة: الدفع الذي يتلقاه الصاروخ بوساطة طرد الغازات الناتجة عن احتراق الوقود.

القياس عن بعد: استخدام الإشارات الراديوية لاستقبال معلومات عن سفينة فضائية تقوم برحلة.

المؤكسـد: مادة في الوقود الدافع (الداسر) للصاروخ تنتج الأكسجين اللازم لحرق الوقود.

المجس الفضائي: مركبة فضائية غير مأهـولة ترسل لاستكشاف الكواكب والأجسام السماوية الأخرى والفضاء بين الكوكبي.

المحطة الفضائية: مركبة فضائية مدارية صممت ليعيش فيها رواد الفضاء فترة طويلة.

المدار: مسار مركبة فضائية أو جسم سماوي أثناء دورانه حول كوكب أو أي جسم آخر.

المرحلة: جزء من الصاروخ له محركه الخاص.

المركبة الفضائية: مركبة صممت لاستخدامها في الرحلات الفضائية.

المركبة القمرية: جزء من المركبة الفضائية يمكن فصمها عن باقي الأجزاء وفصلها.

المركز الفضائي: مقر على الأرض تتم فيه كل النشاطات المتعلقة بالرحلات الفضائية من إطلاق وتتبع وغيرهما.

المعزز: صاروخ يزود المركبة الفضائية بمعظم الطاقة اللازمة لإطلاقها، أو كلها.

مكوك الفضاء: مركبة فضائية يمكن استخدامها مرارا، تقلع كالصاروخ وتهبط كالطائرة.

الملاحة الفضائية: دراسة الفضاء والقيام بالرحلات الفضائية.

اللقاء: مناورة فضائية يتم فيها التقاء مركبتين فضائيتين أو أكثر.

نافذة الإطلاق: الفترة الزمنية التي ينبغي إطلاق المركبة الفضائية خلالها لتحقق رحلة ناجحة.

النشاط خارج المركبة: النشاطات التي تجري خارج المركبة في الفضاء الخارجي.

الولوج: مرحلة من رحلة فضائية تتحرك خلالها المركبة في الغلاف الجوي لكوكب ما قبل الهبوط عليه.

العيش في الفضاء. عندما يدور الناس حول الأرض، أو يسافرون إلى القمر، فإنهم يعيشون في الفضاء إلى حين. وهناك يتعرضون إلى ظروف تختلف اختلافاً كبيراً عن تلك الموجودة على الأرض. فلا هواء في الفضاء. وترتفع الحرارة وتهبط إلى درجات مفرطة، ويصدر عن الشمس إشعاع في غاية الخطورة. وتشكل بعض الجسيمات المادية التي تملأ الفضاء مصدر خطورة لمرتادي الفضاء. فعلى سبيل المثال، تهدد جسيمات الغبار التي تسمى النيازك الدقيقة المركبات الفضائية بسرعتها الهائلة المدمرة. كما أن أنقاض (مخلفات) البعثات الفضائية السابقة يمكنها أن تدمر المركبة الفضائية.

الغلاف الجوي

وعلى الأرض يمثل الغلاف الجوي واقيا طبيعيا للأرض ضد هذه المخاطر. أما في الفضاء فيحتاج رائد الفضاء والأجهزة التي تصحبه إلى أنواع أخرى من الحماية. ولابد لهم أيضا من تحمل الآثار الجسمية الناتجة عن الرحلة الفضائية، والعمل على حماية أنفسهم من قوى التسارع الهائلة خلال عمليتي الإطلاق والهبوط. ولابد أيضا من توفير الحاجات الأساسية لرائد الفضاء مثل التنفس والأكل والشرب والتخلص من فضلات الجسم والنوم وغيره.

الحماية من أخطار الفضاء. تمكن المهندسون العاملون مع الاختصاصيين في طب الفضاء من التغلب على معظم مخاطر العيش في الفضاء أو تقليلها إلى درجة كبيرة. فقد جعلوا للمركبة الفضائية بدنا مزدوجا، بحيث يتهشم الجسم الذي يرتطم بالبدن الخارجي، فلا يستطيع اختراق البدن الداخلي.

طرق حماية رواد الفضاء

يحمى رواد الفضاء من الإشعاع بطرق شتى. فعلى سبيل المثال، يتم تركيب مرشحات (فلاتر) على نوافذ المركبة الفضائية تحمي الرواد من خطر الأشعة فوق البنفسجية...

... ونظرا لأهمية ماء الشرب لأية بعثة فضائية، فإن خلايا الوقود بالمكوكات الفضائية تنتج ماء نقيا عند توليدها للكهرباء اللازمة للمركبة. ويعاد استخدام الماء في الرحلات التي تستغرق وقتا طويلا في عمليات الغسيل والنظافة. وتنقي أجهزة إزالة الرطوبة الهواء من الرطوبة الناتجة من عملية الزفير.

التخلص من فضلات الجسم

يمثل تراكم فضلات الجسم وطرحها مشكلة كبيرة في الفضاء، وبخاصة أثناء المرور بحالة الجاذبية الصغرية.

ويستخدم رواد الفضاء نبيطة تشبه مقعد المرحاض وتعمل القوة الماصة الناتجة من تدفق الهواء على تحريك الفضلات إلى مجمعها تحت المقعد. ويستخدم الرواد في المركبات الصغيرة أقماعا عند التبول وأكياسا بلاستيكية عند التخلص من الفضلات القوية.

 وعندما يعمل الرواد خارج المركبة الفضائية، فإنهم يرتدون معدات خاصة يتم التخلص من فضلاتهم فيها.

الاستحمام

 تتم الطريقة البسيطة للاستحمام في المركبة الفضائية بوساطة قطعة أسفنج وفوط مبللة بالماء.

واستخدم الرواد الأوائل غرف استحمام في شكل حجيرات بلاستيكية قابلة للطي، حيث كان الرواد ينثرون الماء على أجسادهم، ثم يفرغون الحجيرة من الماء، ويجففون أنفسهم بالفوط. أما المحطات الفضائية الحديثة فتشتمل على حجيرات استحمام ثابتة.

النوم

يستطيع رواد الفضاء النوم على أكياس نوم مزودة بأشرطة تربطهم بسطح ناعم ووسائد. ويفضل رواد الفضاء النوم سابحين في الهواء ومقيدين بأشرطة قليلة تحميهم من الارتطام بمعدات القمرة.

ويضع رواد الفضاء عصابات على أعينهم تقيهم ضوء الشمس المتسلل من نوافذ المركبة أثناء دورانها. وينام الرواد في الفضاء نفس المدة التي ينامونها على الأرض.

الترويح

للترويح أهمية خاصة لصحة رواد الفضاء العقلية في الرحلات الطويلة. فالتحديق عبر نوافذ المركبة الفضائية يزجي وقتا طيبا للرواد. وتزخر المحطات الفضائية بالكثير من الكتب وأشرطة التسجيل والألعاب الحاسوبية. وتتيح التدريبات الرياضية أيضاً فرص الترويح ...

قانون الفضاء

قانون الفضاء المقصود به القانون والتشريع الذي يتحكم في الرحلات الفضائية ومرور المركبات الفضائية فوق أجواء الدول ومياهها الإقليمية

وقد بدأ النظر في القانون الفضائي في الستينات من القرن العشرين الماضي علماً أن القانون الذي يحكم الرحلات الجوية بالطائرات قد سبق ذلك وقررت الدول المشاركة في مؤتمر اعد لذلك وانبثقت فكرة المجال الجوي وهو الفضاء الواقع فوق الدولة والذي تنتهي حدوده مع حدودها الطبيعية أو حدود مياهها الإقليمية

وقد عانى المشرعون من صعوبات في إعداد قانون الفضاء الخارجي منها

أولاً - الارتفاع الشاهق الذي تصل إليه المركبات الفضائية والمسافات الطويلة التي تقطعها المركبات الفضائية في رحلاتها

ثانياً - الطريقة التي تنطلق بها المركبات الفضائية والتي تجعلها تدور حول الكرة الأرضية كلها عند الصعود للفضاء وعند الهبوط على الأرض وعدم انطلاقها نحو الفضاء مباشرة في طريق مستقيم

ثالثاً - الأقمار الصناعية تحتاج مواقع خاصة ومدارات محددة للقيام بنشاطاتها سواء في الإتصالات أو البث التلفزيون أو مراقبة الطقس ونحوه

عقد أول مؤتمر دولي لبحث هذا الأمر ، تقدم بعض بعض المشرعين باقتراح اعتبر في حينه حلاً للمشكلة وذلك بتطبيق مادة من مواد التشريع الروماني التي تنص على على إن من يمتلك الأرض يمتلكها عالياً حتى السماء ولقد اسقط هذا الاقتراح بسبب أن إن هذا القانون الروماني إنما جعل لمن اراد أن يزيد في ادوار بيته باتجاه السماء وبعد عدة مداولات انتهوا إلى أن ملكية الدولة للفضاء القائم فوقها تنتهي من حيث ألارتفاع عند النقطة التي لا تستطيع نيرانها المضادة للطائرات أن تتجاوزه وبنوا ذلك على نص القانون الدولي حول سيادة الدول على أراضيها والذي جاء فيه ( إن السيادة الإقليمية للدولة تتوقف عند الحدود التي يستطيع حكامها ممارسة القوانين المعمول بها ، وذود جميع الأمم الأخرى عنها ) وتقدم بعض المسؤلين الأمريكيين بأن حقوق الفضاء لأي دولة تتوقف عند ارتفاع محدد وحددوا 40 /50 / 85 كليو متر والبعض حدد نهاية الجاذبية الأرضية والبعض حدد بإنعدام الجزيئات الجوية

والبعض من المشرعين فصّل في الأمر : المسافة من سطح الأرض إلى الحد الذي تبلغه المضادات للطائرات منطقة مغلقة أمام أجهزة الفضاء ، ومن ذلك الحد إلى حد 1000كيلو متر مجالاً مفتوح للأقمار الصناعية والمركبات والمحطات الفضائية غير الحربية ، أنا الفضاء الواقع فوق ذلك فهو مجال مفتوح أمام جميع الدول ولا يعتبر فضاء اقليمياً وهذا الأقتراح تقدم به المشرع الأمريكي جون كوب غوبر وقد اخذ بهذا الاقتراح اتحاد المحاكم الامريكية الداخلية وسمي ذلك الفضاء نيوتراليا أي المنطقة المحرمة وقد اقترح البعض السماح باختراق هذه المنطقة المحرمة إذا كان القمر أو المركبة تتخذ مدار بارتفاع مابين 150 إلى 300 كيلومتر وفي 4 تشرين الأول عام 1960 عقد الإتحاد العالمي للملاحة الجوية اجتماع وقرروا حرية التحرك في الفضاء للكل صاروخ أو مركبة يبدأ ارتفاع مدارها من100 كيلو متر عن سطح الأرض

أما المشرع شاختر فقد رأى أنه لا يجو لأي جهة في العالم أن تقيد حرية الحركة في الفضاء كما يكون الوضع في المياه المحيطية والبحرية الواقعة خارج المياه الإقليمية للدول

وفي 22 تشرين الثاني 1963م تقدم رئيس لجنة الفضاء المنبثقة عن الأمم المتحدة بمشروع يبين الحقوق الفضائية للدول ووافق عليه ممثلو الأمم المتحدة بما في ذلك ممثلي الاتحاد السوفيتي وأمريكا ، وجاء فيه إن الفضاء الخارجي الواقع خارج الجو الأرضي وكذلك الأجرام السماوية لا تخضع لأحكام السيادة القومية ويجب كذلك أن يكتشف الفضاء خارج جو الأرض لصالح الإنسانية وان سائر الدول تعتبر الملاحين الكونيين سفراء للبشرية جمع.