عالم الفضاء

تعريف عالم الفضاء

يُعرّف عالم الفضاء (بالإنجليزية: Space) بأنّه الفراغ الخارجي الذي يبعد 100 كم فوق كوكب الأرض، ويُعنى بالفراغ بأنّه لا يوجد به هواء للتنفس أو لتشتت الضوء، كما أنّ الصوت لا يُمكنه التنقل لأنّ جزئيات الصوت ليست قريبة من بعضها بما يكفي لتتمكّن من نقل الصوت بينها، إضافةً إلى أنّه لا يحتوي على جزيئات أكسجين، ولذلك فإنّ اللون الأزرق في سماء الأرض يتحوّل إلى اللون الأسود في الفضاء.

وتحتوي المساحات الفارغة في الكون على الغازات، والغبار، وأجزاء أخرى من المادة، بينما تحتوي المساحات المُزدحمة على المجرات، والكواكب، والنجوم، كما تُقاس المسافات في الفضاء بوحدة السنة الضوئية، وهي تُعبر عن المسافة التي يقطعها الضوء في السنة.

مكونات عالم الفضاء

يتكوّن الفضاء من العديد من المواد، فهو ليس فارغًا كما يعتقد الكثير من الناس، إذ يحتوي على الغازات وعوالق الغبار العائمة بين النجوم والأشعة الكونية التي خلّفها الانفجار العظيم، كما يتأثر الحيز بين النجوم بالمجالات المغناطيسية، ومكونات الرياح النجمية، والمكونات التي يُخلفها موت النجوم، ونوضح فيما يأتي هذه المكونات بالتفصيل:

• الغازات

يتكوّن الفضاء الواقع بين النجوم من الغازات وتُسمى وسط بين النجمي (بالإنجليزية: interstellar gas) بنسبة 99%، إذ تتشكل كتلته من جزيئات وذرات غاز الهيدروجين بنسبة 75%، بينما تتشكل النسبة 25% المُتبقية من غاز الهيليوم، إضافةً إلى وجود جسيمات مشحونة، مثل الأيونات والإلكترونات، ورغم أنّ الغاز بين النجمي مُخفف جدًا، إلّا أنّه يتراكم عبر المسافات الشاسعة مُشكلًا بذلك شكلين رئيسيين، وهما:

• السحب الغازية الباردة

تُعرف بأنّها سحب باردة تتكون من ذرات وجزيئات غاز الهيدروجين المتعادلة، وهي مكان ولادة النجوم الجديدة التي فقدت استقرارها وتعرّضت للانهيار بفعل الجاذبية، كما تُصدر جزيئاتها وذراتها إشعاعات ضمن نطاق الإشعاع الراديوي.

• السُدم

تتأثر ذرات الهيدروجين الموجودة داخل السحب الغازية بقوة الأشعة الفوق البنفسجية المُنبعثة من النجوم الجديدة الساخنة، فيتأين غاز الهيدروجين ويتحد مع الإلكترونات، ممّا يدي إلى انبعاث أضواء مرئية بألوان حمراء جميلة تُعرف بالسدم الانبعاثية، ومن الأمثلة على هذه السدم، السديم الجبار، والسديم تريفيد.

• الغبار

يُشكل الغبار نسبة 1% من كتلة الفضاء الواقع بين النجوم، ويتكوّن من العديد من المركبات الناتجة من العناصر المختلفة؛ مثل، الأكسجين، والكربون، والحديد، والسيليكون، والمغنيسيوم، وتتشكل هذه العناصر من انفجار النجوم وموتها، أو انفجار طبقاتها الخارجيّة، بحيث ينتشر الغبار، ومع مرور الوقت، تتراكم جزيئاته مُشكلةً جليد نجمي، وأول أكسيد الكربون، والأمونيا.

تمتلك جزيئات الغبار دورًا حيويًّا في تشكيل هياكل الكون، إذ تُحفز أسطح حبيبات الغبار الذرات على التفاعل لتشكيل السحب الجزيئية، كما أنّها تمتص الأضواء المرئية والأشعة فوق البنفسجية وتشع الفوتونات الأشعة تحت الحمراء.

وفي الظروف الباردة المُناسبة تتجمع حبيبات الغبار وتلتصق بالمواد الأخرى المتواجدة بين النجوم لتُشكل السحب الباردة، ثم السدم والتي تنتهي فيما بعد بتكوين نجوم وكواكب جديدة.

يُعرف الفضاء بأنّه الفراغ الموجود على بعد 100 كم عن كوكب الأرض ، وهو ليس فارغًا تمامًا بل إنه فراغ مكوّن من جزئيات وذرات الغازات، والغبار المُعلق بين النجوم، إذ تُشكل الغازات نسبة 99% من كتلة الفراغ، أمّا الغبار فهو يُشكل نسبة 1% من كتلة الفضاء، وعندما تتراكم الغازات والغبار في ظروف معينة، فإنّها تُشكّل السحب الباردة، والسدم، والكواكب، والنجوم.

تاريخ استكشاف عالم الفضاء

نتتبع فيما يأتي تاريخ استكشاف عالم الفضاء:

• بدأ استكشاف عالم الفضاء خلال فترة تنافس القوتين العظيمتين الاتحاد السوفيتي والولايات المتحدة لتطوير الصواريخ، من أجل حمل الأسلحة النووية بين القارات، وكانت تُسمى آنذاك بالحرب الباردة.
• أطلق الاتحاد السوفيتي في عام 4 أكتوبر 1957 أول قمر صناعي يُدعى سبوتنيك يدور حول الأرض، وصُمّم أول صاروخ بالستي يُسمى بصاروخ R7 والذي يُمكنه عبور القارات، إذ أرسل الاتحاد رسالة للفضاء بحيث دار حول الأرض دورة كل 96 دقيقة، وتمكّن من إرسال أصوات تنبيه من الجهاز اللاسلكي.
• أطلق الاتحاد السوفيتي ثاني قمر صناعي في 3 نوفمبر 1957م، ويُسمى بالقمر سبوتنيك الثاني، وكان أول قمر صناعي يحمل كائنًا حيًّا وهي الكلبة لايكا.
• نجحت الولايات المتحدة في عام 31 يناير 1958م في إطلاق أول قمر صناعي لها يُدعى بالقمر إكسبلورر (بالإنجليزية: Explorer)، وقد أُرسلت عبر هذا القمر عدّة أدوات لإجراء التجارب العلمية في الفضاء، وكان إحدى هذه التجارب هي اكتشاف الأشعة الكونيّة والتي تُسمّى الآن بأحزمة فان آلن الإشعاعيّة.
• دُمجت جميع استكشافات الفضاء في الولايات المتحدة في عام 1958 في وكالة حكومية سُميت بوكالة ناسا، وهي وكالة الإدارة الوطنية للملاحة الجوية والفضاء (NASA)، وقد ضمت العديد من الوكالات الأخرى، والمرافق البحثية والعسكرية.
• أرسل الاتحاد السوفيتي أول إنسان في الفضاء في 12 أبريل 1961م وهو السوفيتي يوري جاجارين، وقد قام بدورة حول الأرض استغرقت 108 دقيقة.
• أطلقت وكالة ناسا بعد 3 أسابيع بعد الإطلاق السوفيتي رائد الفضاء ألان شيبارد في رحلة نصف مدارية استغرقت 15 دقيقة.
• أطلق الاتحاد السوفيتي المسبار لونا 2 في عام 1959 وهي أول آلة من صنع البشر تصل إلى سطح القمر، ثم أرسلت في عام 1961 المسبار لونا 3.
• أطلق الاتحاد السوفيتي أول رحلة فضاء مأهولة تحمل رائدة فضاء وهي فالنتينا تيريشكوفا أول امرأة تسافر إلى الفضاء وأطلق عليها مهمة فوستوك 6.
• طورت الولايات المتحدة مشروع الجوزاء وهو برنامج لتدريب رواد الفضاء للرحلات المستقبلية إلى القمر واختبار قدرات تحملهم.
• حققت الولايات المتحدة بعد ذلك مشروع أبولو والذي أرسل رودا الفضاء إلى رحلة مدارية حول القمر وإلى سطح القمر في الفترة ما بين 1968-1972م.
• أرسلت وكالة ناسا أول رائد فضاء إلى القمر في عام 1969م في مهمة أبولو 11، والذي أصبح فيها نيل أرمسترونغ أول رائد فضاء يهبط على القمر، وقد جمع عينات من الغبار القمري والصخور من سطح القمر والتي إلى الآن لا يزال العلماء يدرسونها.
• أرسلت وكالة ناسا عدّة مسابير لدراسة الزهرة والمريخ وعطارد، حيث أرسلت مسباران لدراسة كيمياء سطح المريخ، واختارت طبيعة ثرى المريخ، الذي يحتوي على كائنات حية دقيقة.
• أُطلقت أول محطة فضائية عام 1971 من قبل الاتحاد السوفيتي، وأرسلها في رحلة مدارية حول الأرض، ثم أطلقت وكالة ناسا المحطة الفضائية (Skylab)، وهي أول محطة فضائية درست تأثيرات رحلة الفضاء على الإنسان.
• تُشارك العديد من الدول في إجراء الأبحاث في محطة الفضاء الدولية.
• أُرسلت عدة مجسات في أرجاء النظام الشمسي، وقد حققت عدة اكتشافات بما في ذلك، أنّ قمر يوروبا وهو قمر كوكب المشتري، وقمر إنسيلادوس الخاص بكوكب زحل، يوجد أسفل جليدهما السطحي محيطات، ويعتقد العلماء في احتمالية وجود حياة فيها.
• اكتشفت أجهزة الفضاء في عام 1995 ومنها تليسكوب كبلر الفضائي آلاف الكواكب الخارجية، وتدرس الأجهزة المتقدمة منها حاليًا طبيعة الغلاف الجوي الخاص بهذه الكواكب.

تقنيات حديثة في مجال تكنولوجيا الفضاء

ندرج فيما يأتي أبرز التقنيات الحديثة في مجال تكنولوجيا الفضاء:

مرصد هابل الفضائي

أُطلق مرصد هابل الفضائي في عام 1990م وقد استطاع استكشاف الفضاء وتفسير العديد من ألغازه، كتحديد عمر الكون، واكتشاف الكواكب، واكتشاف الطاقة المظلمة وغيرها الكثير، كما يُمكنه إعادة إرسال آلاف الصور التي يلتقطها من الفضاء إلى الأرض دون أن تتعرّض لتشويه الغلاف الجوي، وتُرسل الهوائيات الموجودة عليها المعلومات وتستقبلها من خلال الأقمار الصناعية، وتنقلها إلى مركز جودارد لرحلات الفضاء.

بدلة الفضاء الحديثة

تتميز بدلة الفضاء الحديثة بأنّها متطورة جدًا تكنولوجيًا، إذ تُساعد روّاد الفضاء في تحمّل درجات الحرارة الشديدة والظروف القاسية في الفضاء، فهي تزودهم بالأكسجين للتنفس، وتوفر لهم الماء للشرب في أثناء مهماتهم على سطح القمر، كما توفر لهم الحماية من التعرّض للإشعاع الكوني، وأشعة الشمس، والإصابات الناجمة عن الغبار الفضائي، كما تُساعدهم على السير في ظروف جاذبيّة شبه معدومة.

مسبار كيبلر الفضائي

استطاع مسبار كيبلر الفضائي العمل لمدة تُقارب 10 سنوات، رغم أنّه صُمم ليعمل فقط لمدّة 3-4 سنوات، بُني هذا المسبار ليكتشف الكواكب الموجودة خارج النظام الشمسي، وقد اكتشف العديد من الكواكب والنجوم داخل كوكبة الطائر، حيث قضى 4 سنوات في العمل داخلها، وقد كان اكتشاف مدى تنوع الكون، واكتشاف الكواكب الخارجية أعظم إنجاز للمسبار كيبلر.

بدأ تاريخ عالم الفضاء من الحرب الباردة بين الاتحاد السوفيتي والولايات المتحدة، واستطاع الاتحاد السوفيتي إطلاق أول قمر صناعي، وإرسال أول كلب إلى الفضاء، وإرسال أول إنسان في رحلة مدارية في الفضاء وأول أمرأة أيضًا، إلّا أنّ هذه الحرب انتهت بتغلب الولايات المتحدة وإرسالها لأول رائد فضاء يضع قدمه على القمر، وقد ابتكروا العديد من التقنيات المتقدمة تكنولوجيًا لاستكشاف الفضاء.

معلومات غريبة عن عالم الفضاء

ندرج فيما يأتي معلومات غريبة عن عالم الفضاء:

• يُمكن أن تبقى آثار أقدام رواد فضاء مهمة أبولو على سطح القمر لمدّة لا تقل عن 100 مليون سنة، ويعود السبب في ذلك إلى عدم وجود غلاف جوي في الفضاء، لذلك لا توجد رياح ومياه لتزيل الآثار عن سطح القمر.
• تصل مدّة يوم واحد على كوكب الزهرة أطول من عام كامل على سطح الأرض، وذلك لأنّ دوران كوكب الزهرة حول الشمس بطيء جدًا، إذ يستغرق 243 يومًا من أيام الأرض ليُكمل دورة واحدة فقط.
• يحتوي قمر زحل على لونين مُميزين، إذ لديه جانب بلون أغمق بكثير من الآخر، لأنّ هذا القمر يقع بعيدًا عن حلقات زحل ويصطدم جانبه بالكثير من الحطام الفضائي.
• تستوعب البقعة الحمراء لكوكب المشتري ما يُعادل 3 كواكب أرضية، وهي عبارة عن عاصفة عملاقة دوارة، وقد تعرّضت للتقلص خلال العقود الماضية، ولكنّها ازدادت طولًا وقد احتار العلماء في سبب حدوث ذلك.