رحلات السفر للفضاء هي من أكثر المغامرات إثارة على الإطلاق، ولتحقيق الاستفادة العظمى من هذه الرحلات؛ يحتاج رواد الفضاء إلى استخدام مجموعة متنوعة من الأدوات التي تُعينهم على البقاء والعمل في الفضاء.
فالهدف من هذه الأدوات هو تمكين رواد الفضاء من العمل والحركة في بيئة الفضاء القاسية وتوفير الأمان والراحة لهم خلال رحلاتهم الفضائية.
والآن لنتعرف معاً على هذه الأدوات بشيء من التفصيل.
تاريخ أدوات رواد الفضاء
تعود بدايات استخدام الأدوات الفضائية إلى خمسينات القرن الماضي، حيث أُطلق أول قمر صناعي في عام 1957م على يد الاتحاد السوفيتي باسم سبوتنيك-1.
وبعدها بفترة قليلة؛ أطلقت الولايات المتحدة الأمريكية أول قمر صناعي لها وأسمته إكسبلورر-1.
ومنذ ذلك الحين؛ تطورت الأدوات الفضائية بشكل كبير وتنوعت في استخداماتها، حيث تستخدم لأغراض علمية وتجارية وعسكرية، بما في ذلك الأقمار الصناعية ومحطات الفضاء ومركبات الفضاء والمسبارات الفضائية وغيرها.
كما طُورت العديد من الأدوات المتخصصة لرواد الفضاء لتمكينهم من العمل والحركة في بيئة الفضاء القاسية، وتوفير الأمان والراحة لهم خلال رحلاتهم الفضائية.
ويعود تاريخ استخدام هذه الأدوات إلى أوائل السِتِينِات من القرن الماضي، حيث صُممت أول ملابس فضائية لرواد الفضاء من قبل وكالة الفضاء الأمريكية ناسا.
البدلات الفضائية
تعتبر بدلات رواد الفضاء أُعجوبة هندسية، فعلى عكس ما سيتبادر لذهنك عند سماع كلمة بدلة فضاء أنها مجرد زي يرتديه رواد الفضاء، وإنما هي وحدة تنقل كامله يمكن لرائد الفضاء ارتدائها خارج المركبة أو المكوك الفضائي.
تُصمم بدلة الفضاء لأداء عدة مهام مثل؛ حماية رواد الفضاء من الحرارة والبرودة الشديدة والإشعاع، منح رواد الفضاء الأكسجين أثناء تواجدهم خارج السفينة الفضائية وأيضاً حمل الماء للشرب.
تتكون البدلة من عدة أجزاء، جزء يغطي صدر رائد الفضاء، وآخر يغطي الذراعين ويتصل بالقفازات، وخوذة لحماية الرأس وجزء أخير لتغطية الأرجل.
يجري حالياً تطوير بدلات فضاء لملائمة الذهاب في رحلات إلى المريخ، فاستكشاف المريخ سيواجه صعوبات وتحديات جديدة، فالمريخ يتمتع بغلاف جوي خاص به وجاذبية أكبر من جاذبية القمر، لذا يجب أن تكون البدلات خفيفة الوزن وذات موصفات محددة.
طعام وشراب رواد الفضاء
هناك العديد من التحديات لتناول الطعام في الفضاء لظروف الجاذبية المنخفضة، ليس فقط القضية الأساسية المتمثلة في إدخال الطعام من العبوة إلى فم رائد الفضاء.
أيضاً الأثار الصحية السلبية لقضاء فترات طويلة في الفضاء مثل: انخفاض كتلة العضلات وكثافة العظام بنسبة تصل إلى عشرين بالمائة.
قد لا تعيق هذه الخسارة رواد الفضاء أثناء تواجدهم خارج الأرض، لكن عظامهم الضعيفة يمكن أن تكون هشة عند عودتهم إلى الأرض، مما يزيد من خطر الكسور.
ماذا يأكل رواد الفضاء
يُحضر طعام رواد الفضاء وفق متطلبات محددة لتوفير التغذية المتوازنة لأجسامهم، كما يجب مراعات سهولة حملها، تخزينها واستخدامها في بيئة منعدمة الجاذبية تقريباً.
لذلك يتناول رواد الفضاء وجبات غذائية سائلة تختلف درجة لزوجتها، كما يجب أن يتناول الرواد أقراص الفيتامينات والمعادن بانتظام.
وتشمل قائمة الطعام على متن محطة الفضاء الدولية الأطعمة مثل الحساء، الأجبان، الأسماك، لحوم الدجاج أو البقر، الحلويات، إضافة إلى المشروبات مثل الشاي والعصائر.
وتختلف اشكال الطعام فمعظم وجبات رحلات الفضاء عادة ما تكون على شكل معجون في أنابيب وتُأكل مباشرة ولا يمكن تسخينها.
أو على شكل معلبات تحتوي على الطعام في صورة متماسكة القوام أو في صورة مجففة يضاف الماء إليها ويمكن تسخينها في معدات خاصة لمدة تتراوح بين 5 و7 دقائق.
كيف يشرب رواد الفضاء في الفضاء
نظرًا لأن الماء سوف يطفو بعيدًا عن الحاوية في الجاذبية المنخفضة، فإن سوائل الشرب في الفضاء تتطلب من رواد الفضاء أن يمتصوا السائل من الكيس، ويمكن إعادة تعبئة هذه الأكياس في محطات المياه مره أخرى.
1المركبات الفضائية
تعتبر المركبات الفضائية من أهم الأدوات التي يحتاج إليها رواد الفضاء للوصول إلى مكان البعثة والعمل به، وتتميز هذه المركبات بتصميمها المعقد والمتطور الذي يتطلب الكثير من الدراسة والتخطيط.
وتتضمن هذه المركبات صواريخ الفضاء والمركبات الفضائية المختلفة التي تستخدم لنقل الرواد والمعدات إلى الفضاء، وتشمل الصواريخ الصغيرة التي تستخدم لنقل رواد الفضاء إلى محطة الفضاء الدولية والصواريخ الأكبر التي تستخدم في المهام الطويلة المدى.
تختلف أنواع مركبات الفضاء تبعا لأغراضها والأهداف الموكلة إليها، وتقسم هذه الأنواع إلى ثمانية فئات مختلفة:
1. المركبة الفضائية المحلقة:
تقع مسؤولية الاستطلاع والاستكشاف للنظام الشمسي على عاتق هذه المركبة، فهي تتبع مساراً شمسياً مستمراً ولا يمكن ابدأ أسرهم في مدار كوكبي.
من الأمثلة على المركبة الفضائية المحلقة: مركبتي الفضائية فوييجر-1، فوييجر-2 ، التي أجرت لقاءات في أنظمة كوكب المشتري، وزحل، وأورانوس، ونبتون.
٢. المركبة الفضائية المدارية:
تصمم هذه المركبة للسفر إلى كوكب بعيد والدخول في مدار حوله، لذلك يجب أن تحتوى على قوة دفع كبيرة لإبطائها في اللحظة المناسبة.
من الأمثلة على المركبات الفضائية المدارية: هو غاليليو الذي دخل مدارًا حول كوكب المشتري في عام 1995م لإجراء دراسة ناجحة للغاية لنظام جوفيان.
٣. المركبة الفضائية الجوية:
تستخدم المركبات الجوية للقيام بمهام قصيرة نسبياً مثل جمع البيانات حول الغلاف الجوي لكوكب أو قمر صناعي.
من الأمثلة على المركبات الفضائية الجوية: هو (Huygens)، الذي نُقل إلى قمر زحل (Titan) بواسطة المركبة الفضائية (Cassini).
٤. مركبات الهبوط الفضائية:
تُجرى عمليات الهبوط الفضائية للوصول إلى سطح كوكب ما أو البقاء لفترة معينة عن طريق هذه المركبات وتكون هذه الرحلات بهدف قياس البيانات عن بعد إلى الأرض.
ومن الأمثلة على ذلك مركبات الهبوط السوفيتية فينيرا والتي نجت من الظروف القاسية على كوكب الزهرة أثناء إجراء تحليلات التركيب الكيميائي للصخور ونقل الصور الملونة.
5. مركبات الاختراق الفضائية:
تصمم هذه المركبات بهدف اختراق أسطح الأجسام الفضائية مثل المذنبات لقياس بيانات الجسم المُخترق وإرسالها عن بعد إلى مركبة مدارية لتُرسل إلى كوكب الارض.
من الأمثلة على المركبات الفضائية المخترقة: هي المركبة الفضائية (ديب إمباكت)، التي انطلاقات في 12 يناير 2005م.
٦. المركبة الفضائية المتجولة:
هذا النوع من المراكب الفضائية جرى تصميمه بهدف نقله إلى أسطح الكواكب بواسطة مركبة هبوط، وغالباً ما يعمل بنظام كهربي أو بالطاقة الشمسية.
من الأمثلة على المركبة الفضائية المتجولة: هي مركبة (سوجورنر روفر) الشهيرة، التي تظهر في الصورة من سطح المريخ.
وعلى الرغم من إمكانية توجيهها من الأرض، إلا أن التأخير في الاتصالات اللاسلكية بين الأرض والفضاء يعني وجوب قدرتها على اتخاذ بعض القرارات على الأقل بنفسها أثناء تحركها.
٧. مراكب الرصد الفضائية:
لا تسافر مركبة الرصد الفضائية إلى وجهة معينة لاستكشافها، وإنما تحتل مداراً أرضياً أو مداراً شمسياً، حيث يمكنها مراقبة الأهداف البعيدة بمنأى عن التأثيرات الغامضة وغير الواضحة للغلاف الجوي للأرض.
من الأمثلة على مراكب الرصد الفضائية: هو مرفق تلسكوب (سبيتزر) الفضائي بالأشعة تحت الحمراء.
٨. مراكب الاتصال والملاحة الفضائية:
تتوافر مركبات الاتصالات والملاحة الفضائية بكثرة في مدار الأرض، وتستخدم لنقل البيانات والاتصال بين باقي أنواع المركبات الفضائية المختلفة.
مثال مركبة الاتصالات الفضائية: هو نظام الأقمار الصناعية للتتبع وترحيل البيانات التابع لناسا (TDRSS).
الأدوات العلمية
تختلف الأدوات العلمية لرواد الفضاء تبعاً لأهداف الرحلة، وغالباً ما تستخدم هذه الأدوات لإجراء الملاحظات والتجارب حول الظواهر التي تجري في الفضاء وجمع هذه البيانات لاحقاً.
صممت هذه الأدوات وجرى اختبارها من قبل فرق من العلماء العاملين في مؤسسات حول العالم، ثم يجري تسليم هذه الأدوات إلى مركبة فضائية قبل إطلاقها، وبمجرد تسليمها يتم دمجها مع المركبة الفضائية، وهذه بعض الأمثلة:
١. أدوات الاستشعار:
وتسمى أيضاً بأدوات علم الاتصال، تقوم بتسجيل خصائص الظواهر في المناطق المجاورة للسفينة الفضائية مباشرة مثل خصائص الأيونات الموجودة في محيط المركبة الفضائية.
٢. أدوات البلازما:
تستخدم لقياس كثافة وتركيب ودرجة حرارة وسرعة البلازما، وتكون حساسة للبلازما الشمسية والكوكبية، وترصد الرياح الشمسية وتفاعلها مع النظام الكوكبي.
٣. مقاييس المغناطيسية:
تستخدم أجهزة قياس المغناطيسية، وهي أدوات استشعار مباشرة لكشف وقياس المجالات المغناطيسية بين الكواكب والمجالات المغناطيسية الشمسية في محيط المركبة الفضائية.
الأدوات الطبية
تعتبر صحة رواد الفضاء عامل مهم جدا في نجاح الرحلة الفضائية لذلك تحرص وكالات الفضاء على إرسال كامل المعدات والأدوات المهمه اللازمة للحفاظ على صحة رواد الفضاء.
تشمل هذه الأدوات المستلزمات الطبية المختلفة مثل الأدوية والأجهزة الطبية والمعدات الأخرى التي تستخدم للحفاظ على صحة الرواد في الفضاء.
فعلى سبيل المثال يجري استخدام تكنولوجيا متطورة ومتقدمة جدا لعمل فحص دوري لرواد الفضاء عن طريق نظام موجات فوق صوتية عن بعد ثم نقل البيانات إلى فريق طبي موجود على الأرض.
كما يصطحب رواد الفضاء أيضاً معدات تمرين مع أجهزة مراقبة متكاملة للتأكد من صحة الطاقم، جرى تصميمها لاستكشاف المشكلات الصحية المحتملة للطاقم.
الأدوات الأمنية
تشمل الأدوات الأمنية المختلفة أجهزة الكشف عن الخلل وأجهزة الإنذار والأدوات الأخرى التي تستخدم لضمان سلامة الرواد في الفضاء.
وتكمن أهمية هذه الأدوات الحيوية في مساعدة رواد الفضاء للتعامل مع المخاطر المحتملة والتأكد من سلامتهم وسلامة المركبات والمحطات الفضائية.
الخاتمة
تتطلب رحلات الفضاء استخدام مجموعة متنوعة من الأدوات والمعدات التي تساعد الرواد على البقاء والعمل في الفضاء، وتتطلب هذه الأدوات دراسة وتخطيط دقيق لتحقيق النجاح في هذه المغامرة المثيرة.
المصادر
١.What Is a Spacesuit، من موقع NASA، اطلاع عليه بتاريخ ١/١/٢٠٢٤.
٢.Spacecraft Classification، من موقع NASA، اطلاع عليه بتاريخ ١/١/٢٠٢٤.
٣.Medical Devices of the International Space Station، من موقع health guard، بتاريخ ٢/١/٢٠٢٤.
٤.Spacesuits، من موقع airandspace، بتاريخ ٢/١/٢٠٢٤.
“
Authors
علوماوي,
عبدالحميد,
مصطفى بيرو
“
