العوالم المحيطية ومهمة يوروبا كليبر

هل يمكن وجود حياة تحت سطح القمر الجليدي يوروبا التابع لكوكب المشتري؟ تعمل مهمة "يوروبا كليبر" التابعة لوكالة الفضاء الأمريكية "ناسا" على الكشف عن هذه الإجابة

بينما تتم عمليات تجميع "يوروبا كليبر" في مختبر جيت بروبولشن لوكالة الفضاء الأمريكية "ناسا" وفي المؤسسات الشريكة في جميع أنحاء الولايات المتحدة، يقوم مختبر "العوالم المحيطية" في جيت بروبولشن بتعزيز فهمنا للفيزياء والكيمياء وإمكانية الحياة داخل العوالم المحيطية ضمن نظامنا الشمسي.

الهدف العلمي الرئيسي لمهمة "يوروبا كليبر" هو تحديد ما إذا كانت هناك أماكن تحت سطح القمر الجليدي يوروبا التابع لكوكب المشتري التي يمكن أن تدعم الحياة.

كوكبنا الأرض، هو عالم محيطي. وبشكل أوسع، تشمل العوالم المحيطية الأقمار المغطاة بالجليد والكواكب وأجسام حزام كايبر أو حتى الكويكبات التي تحتوي على محيطات مائية سائلة تحت سطحها. قمر المشتري يوروبا هو أيضًا عالم محيطي؛ فهو مغطى بقشرة جليدية سميكة تغطي القمر بأكمله وتحتوي على محيط يغطي سطحه. وفي النظام الشمسي خارج الأرض، يُعتبر يوروبا واحدًا من البيئات الأكثر مواتية للحياة بالنسبة للمكان المحتمل.

يقود مختبر "العوالم المحيطية" الدكتور كيفين هاند، عالم الكواكب والأحياء الفلكية وعضو فريق علوم يوروبا كليبر. يستخدم أعضاء فريق مختبر العوالم المحيطية تجارب المختبر والنماذج الحاسوبية لمحاكاة الظروف في الأماكن الموجودة تحت أسطح العوالم المحيطية مثل يوروبا. يجمع الفريق بين التخصصات المختلفة بما في ذلك علم الأحياء الفلكية والفيزياء والجيوكيمياء وعلم الأحياء الدقيقة وبرمجة الحاسوب والتكنولوجيا. ووفقًا لـ هاند، فإن علم الأحياء الفلكية هو دراسة الكون الحي؛ على وجه التحديد، علم الأحياء الفلكية هو مجال علمي يدمج دراسات المنشأ والتطور والتوزيع ومستقبل الحياة في الكون.

"إنه مجال متنوع جداً ويجلب الجميع خبرته الخاصة، ولكن يعملون بتعاون" "المفتاح لدراسة العوالم المحيطية هو الشغف والإبداع."

وفقًا لشيلة سيفي، طبيبة متخصصة في طب القلب والتي عملت سابقًا كمتدربة في مختبر العوالم المحيطية.

وفقًا لما قاله هاند:

"نحن نستخدم مجموعة متنوعة من الأدوات وغرف الفراغ فائقة الارتفاع لدراسة الجليد والأملاح والسيليكات والمركبات العضوية وحتى الكائنات الحية الدقيقة تحت ظروف مقاربة لسطح يوروبا".

إحدى الأجهزة الرئيسية لتحقيقات مختبر العوالم المحيطية تعرف باسم "سفينة نوح" أو "التابوت" (ARK) وفقًا لما قاله هاند:

التابوت هي إحدى الغرف القليلة على الأرض التي تحتوي على بيئة داخلية كبيرة تم بناؤها لمحاكاة سطح يوروبا. كشفت مهمة جاليليو أن سطح يوروبا يحكي قصة ليس فقط عن الطبقة الداخلية ليوروبا، ولكن أيضًا عن كيفية تغير السطح نتيجة للحرارة والضغط والتشعيع. سيعرض علينا الكاميرات وأجهزة الرادار والمطياف في مهمة يوروبا كليبر المزيد عن طبيعة وبنية جليد يوروبا.

حقوق الفيديو: NASA/JPL-Caltech

التابوت يحتوي على غرفة فراغية تعمل بمضخة دقيقة للغاية تسمح للباحثين بدراسة شكل الجليد وكيفية تغيره تحت درجات حرارة وضغوط ومحاكاة ظروف الإشعاع الشّمسي. كما يُستخدم جهاز ضوئي خاص لمحاكاة دورة النهار والليل في محاكاة الإشعاع الشمسي الذي يتعرض له سطح أوروبا، وتسجل مجموعة من الكاميرات في الغرفة صورًا لهذا الاستشعار.

وقال جيفري فوستر، التقني في مختبر العوالم المحيطية، الذي يتمتع بالخبرة في حل تحديات محاكاة سطح أصغر أربعة أقمار غاليليو، وهي أربعة من الأقمار الرئيسية للمشتري التي اكتشفها غاليليو في عام 1610:

"يمكن أن تستمر التجربة لعدة أشهر، ويمكن أن تؤثر التجارب على الأجهزة بشكل جدي. بعد كل شيء، الجليد والأملاح ليست مثالية لضخ الضغط الضروري للحفاظ على بيئة الفراغ ... وتتطلب الأجهزة مراقبة وصيانة دائمة."

تقول شيلة سيفي:

"عند دراسة العوالم المحيطية، نحن نبحث عن إمكانية العيش والمؤشرات الحيوية"

مؤشر الحياة هو أي خاصية أو عنصر أو جزيء أو مادة أو خصائص يمكن استخدامها كدليل على وجود حياة في الماضي أو الحاضر. ويضيف هاند:

"نحن نسأل، 'عندما نصل هناك، ما الذي نبحث عنه؟' على سبيل المثال، في مختبر العوالم المحيطية، درست الميثان للتنبؤ بما يمكن اكتشافه على قمر مغطى بالجليد مثل يوروبا. على الأرض، غالبًا نعتبر الميثان كمركب كيميائي حيوي مهم جدًا للعمليات الحيوية. لا يمكن للميثان فقط الحفاظ على الحياة، بل يمكن إنتاجه من قبل الحياة."

نشعر دائمًا بالحماس لفتح التابوت ومعرفة ما حدث في الحجرة، وكيف تطور الجليد خلال هذه الفترة الطويلة.