إلى يومنا هذا وما زالت جميع المهام المأهولة لاستكشاف وبحث الفضاء – رحلات أبولو إلى القمر – محدودة لمدارات قريبة من الكرة الأرضية (حتى مسافة تُقارِب ألفَي كيلومتر). يكون رواد الفضاء، داخل مجال هذه المسافة، محميّين بفعل الحقل المغناطيسي للكرة الأرضية من معظم مخاطر الأشعة بما يشمل الانفجارات الشمسية المميتة والأشعة الكونية المَجَرّية. بعد مرور خمسين سنة تقريبا، من آخر مرة وصل فيها البشر إلى سطح القمر، يعزم برنامج أرتيمس في إعادتهم إلى هناك. ولكن هذه المرة المقصود هو العودة إلى القمر لأجل مهام طويلة، بل حتى الوصول إلى المريخ. وبالتالي، وكجزء من التخطيط للمهام المأهولة الممتدة في الفضاء العميق، تحاول ناسا إيجاد حلول للحماية من التعرض للأشعة الخطيرة. إنّ التكنولوجيا الواعدة الإسرائيلية التي طوّرتها شركة ستمراد، والمبنية على حماية انتقائية لأعضاء الجسم الأكثر حساسية، على الأرجح وفي نهاية المطاف ستعطي لنفسها ولدولة إسرائيل تذكرةَ سفر إلى القمر وما بَعد، إلى المريخ.

في نوفمبر لسنة 2021، ضِمن إطار الاتفاقية مع وكالة ناسا وبتعاون مع وكالة الفضاء الألمانية (DLR)، سيتم إطلاق السترة على متن المركبة الفضائية أوريون التابعة لناسا، في مهمة أرتيمس 1 لمدار حول القمر بهدف فحص مدى فعّاليتها ونجاعتها في التصدّي للأشعة في الفضاء السحيق. ستكون هذه الرحلة الفضائية غير مأهولة، ولكنها ستحمل معها دُميتَين على شكل امرأتين، وهما "زوهار"، الدمية التي سترتدي السترة وَ "هلجا" وهي الدمية التي لن ترتديها. عند عودة هاتين الدميتين المزوَّدتَين بعدّة مستشعرات أشعة، سيكون بوسعنا المقارنة بينهما ونفحص مدى فعالية السترة.

عمليًّا، ستقوم مهمة أرتيمس 1 بتأدية الاختبار الحقيقي الذي يفحص مدى نجاعة سترة أستروراد. كيف يمكننا اختبار ذلك ما لم تحدث أي انفجارات شمسية خطرة؟ "أثناء القيام بالمهمة، من المتوقع أن تمر المركبة الفضائية عبر حزام فان آلن لمدة 4 ساعات في كل اتجاه" علّل الدكتور أورن ميلشتاين، مدير عام ستمراد. "تتركّز في حزام فان آلن جسيمات مشحونة من الشمس، يتم صدّها بواسطة الحقل المغناطيسيّ لكوكب الأرض. وإنّ العبور في هذه المنطقة، يساعدنا على اتخاذ مقياس تقديريّ لكمية أشعّة الشمس الشديدة والمركَّزة التي تمّ استيعابها، وكأنّ المركبة الفضائية استوعبت أشعة من عاصفة شمسية حقيقية".

"لقد أُعدّت التجربة بأستروراد (في إطار مهمة أرتيمس 1) لتضمن حمايةً لروّاد الفضاء في السفرات المأهولة مستقبَلًا"، أضاف آڤي بلاسبرچر قائلًا، مدير وكالة الفضاء الإسرائيلية في وزارة العلوم والتكنولوجيا. "بعد أن تعود المركبة الفضائية إلى الكرة الأرضية، سيقوم العلماء بمقارنة مستويات امتصاص الأشعة بين الدميتَين البشريّتَين: الدمية زوهار المرتدية لسترة أستروراد، والدمية هلجا، التي ستحلّق بدون السترة".

في حال كانت نتائج التجارب مُرضيةً، عندها لا بُد من من إطلاق البِذلة إلى الفضاء خلال مهمة أرتيمس 2 أيضًا، سنة 2023. ستكون هذه هي الرحلة الفضائية المأهولة الأولى إلى القمر، منذ سنة 1972.

USO לפני משלוח ל ESA.JPG

"أبعد من أي شيء آخر أُنتج في صناعة الأزرق الأبيض عبر التاريخ"

إنّ الجهاز الذي طُوّر لأجل التجربة الإسرائيلية، سيصل إلى أماكن أبعد من أي شيء آخَر أُنتج في صناعة الأزرق الأبيض عبر التاريخ. أُعدّت هذه التجربة، وبريادة الباحثين من معهد وايزمان للعلوم، لتقيس كثافة الغلاف الجوي في أقسام مختلفة من العملاق الغازيّ: المشتري. "في الحقيقة إننا نُرسِل شُعاعَ راديو عبر الغلاف الجوي للمشتري باتجاه الكرة الأرضية"، علّل البروفيسور يوحاي كاسپي من قسم علوم الكرة الأرضية والكواكب السيارة في معهد وايزمان للعلوم. "عند مرور الشعاع عبر الغلاف الجويّ، فإنه ينحرف بمقدار طفيف عن مساره، ويمكننا بحسب درجة انكسار الأشعة أن نتعلم حول كثافة الغازات، من خلال مقطع عموديّ للمنطقة ذاتها وحتى عُمق حوالي 10 كم تحت الغيوم. ستتوفّر لدينا مئات العيّنات مثل هذه، ما سيُتيح لنا قياس حركات الرياح في خطوط عرض مختلفة. ليس هناك غلافٌ جويّ في أقمار المشتري وإنما توجد طبقة إكسوسفير شحيحة جدا، ولكننا سوف نُجري تجربتنا في غانيميد أيضًا، في كاليستو وأوروبا، من خلال جولتَي تحليق بجوار أوروبا، 17 جولة بجوار كاليستو، وفي النهاية عبر مدار حول غانيميد".

لكي تنجح هذه التجربة، تدعو الحاجة بالطبع إلى وجود جهاز فائق الحساسية بحيث يكون بوُسعه قياس درجة انحراف شعاع الراديو. في سنة 2013، قامت شركة أكيوبيت الإسرائيلية بفحص جدوى هذه التجربة. بعد أن سارت الفحوصات والاختبارات الأولى كما يجب، توجّه باحثو معهد وايزمان ومعهم باحثو شركة أكيوبيت، إلى وكالة الفضاء الإسرائيلية في وزارة العلوم والتكنولوجيا. كانت وكالة الفضاء الإسرائيلية هي الرائدة التي نظّمت التعاون مع وكالتَي الفضاء الإيطالية والأوروبية واستثمرت عشرات ملايين الشواكل في المشروع.

"يقوم هذا الجهاز ببثّ التردّدات ويفحص فرق الطور بين وضعَين – قبل الدخول إلى الغلاف الجوي وبعد الخروج منه – بحيث تستغرق التجربة كلها بين 200 إلى 400 ثانية"، علّل روني مان، مدير مشاريع في أكيوبيت ومسؤول عن تطوير جهاز الـ USO (اختصار لـِ Ultra Stable Oscillator). "ولذلك من المهم جدًّا جدًّا أن تكون عملية القياس دقيقة. إنّ الجهاز الذي طوّرناه "يعرف" كيف يقيس الانحرافَ الترددي، بدِقّة 13 رقمًا بعد النقطة العشرية؛ لا مثيل له في العالَم، وعلى حد علمنا لا توجد شركة أخرى تصنِّع مذبذِبًا (Oscillator) من هذا النوع. لم نفتتح هنا خطَّ إنتاج، وإنما يُعنى بمذبذب فريد من نوعه نطوّره خصّيصا لوكالة الفضاء الأوروبية في سبيل المهمة إلى كوكب المشتري. نحن عبارة عن شركة تطوِّر، بشكل عام، منتَجاتٍ عسكرية. وإنّ الانخراط في صناعة الفضاء تطلّبَ عملية متواصلة من التعلّم والدراسة. في الوقت الحاضر، نحن نساعد زملاءنا في أوروبا لإتمام الفحوصات الأخيرة، ونساعدهم على دمج الجهاز مع المركبة الفضائية وأدائها، وسوف نصنّع خلال سنة 2021 جهازًا إضافيًّا وبديلًا في حال وجود عُطل قبل الإقلاع".

بما أنّ الـ USO لأكيوبيت يُعتبر جهازَ-الساعة الأكثر دقة في العالم بالنسبة إلى وزنه، فقد صبَّ ذلك الاهتمامَ – من جهة متولِّي مهام أخرى لكواكب إضافية – في تجربة باحثي معهد وايزمان لقياس كثافة الغلاف الجوي باستخدام موجات الراديو. في الوقت الحالي تدخُل تجربة معهد وايزمان ضمن مهمة ترايدنت لإرسال أول مركبة فضائية إلى ترايتون وهو القمر الأكبر لـِ نبتون ، كجزء من برنامج ديسكفري بإشراف لناسا. في هذه الأيام، تقوم ناسا بفحص هذا الاقتراح، وسوف نعرف في السنة القادمة إذا كانت المركبة ترايدنت فعلًا ستطوَّر ويتم إطلاقها إلى الفضاء. إنّ الـ USO الإسرائيلي يُشتمل ضمن اقتراح مهمة EnVision لوكالة الفضاء الأوروبية، وهي مهمة إطلاق مركبة مدارية إلى كوكب الزُهرة.

USO Ultra Stable Oscillator.jpg

الهايتك الإسرائيلي بين أقمار المشتري

إنّ المركبة جوس - جنبًا إلى جنب مع التجربة الإسرائيلية لمعهد وايزمان وأكيوبيت – ستشتمل على 11 جهازًا علميًّا إضافيًّا، كالكاميرات، مطياف (جهاز يُنتِج طيفًا بهدف قياس الطول الموجي)، رادار، مئواج (مقياس الارتفاع). صُنّعت هذه المعدّات من قِبل مجموعة علماء من 16 دولة من أوروبا، اليابان، والولايات المتحدة. ولكن كل واحد من هذه الأجهزة يحتاج إلى كمبيوتر ليشغِّله. وتدعو الحاجةُ في الفضاء – وبالطبع قُرب حقل الجاذبية الرهيب لكوكب المشتري – إلى أن يكون هذا الكمبيوتر قادرًا على مقاومة الإشعاعات.

إنّ شركة رامون سبيس الإسرائيلية، والتي كانت شرائحها الإلكترونية اشتركت في مهام فضائية ناجحة مثل سولار أوربيتر لوكالة الفضاء الأوروبية، هايابوسا 2 لوكالة الفضاء اليابانية، وَ القمر الصناعي "فينوس" لاستكشاف وبحث البيئة لوكالتَي الفضاء الإسرائيلية والفرنسية، تختصّ في إنتاج كمبيوترات مقاوِمة لظروف الفضاء.

"كانت إيرباص في سنة 2016 أصلًا، صنّعت بطاقة تقليدية تستند إلى كمبيوترنا وتلائم الجميع"، صرّح البروفيسور ران جينوسار، مؤسِّس رامون سبيس. "نصح الأوروبيون المجموعاتِ المختلفة من العلماء باستخدام كمبيوتراتنا، وفعلًا إنّ 9 مجموعات من أصل 12 مجموعة، عملت بالنصيحة. في جميع الأحوال، يُسعدنا جدًّا أنّ معالِجات الكمبيوترات، خاصّتنا، ستقوم بتشغيل أغلب أجهزة جوس، وإننا واثقون ومتأكدون من أنّ الأشعة الشديدة للغاية لن تمسّ بأدائها السليم".

vega (1).jpg

إنّ عملية الإطلاق الوشيكة الحدوث لـ مختبر DIDO-3 المصنوع في سبيس فارما سيتضمن أربع تجارب في مجالات الطب، البيولوجيا، والكيمياء. تمَّ إشراك باحث إسرائيليّ وباحث إيطاليّ في كل تجربة. الباحثون الإسرائيليون هم من التخنيون، مستشفى شيبا (تل هشومير)، والجامعة العبرية في القدس. مثلًا، قد عزم البروفيسور جوزيف فليني من جامعة بولونيا والبروفيسور بوعاز بوكروي من التخنيون، على اختبار نشاطات مواد مضادات حيوية بوجود جراثيم، في الظروف الشديدة والقاسية للجاذبية الصغرى.

"بعد أن تأجَّل الإطلاق مرَّتَين، إنّنا الآن متلهّفون ومتأثّرون لأنّ هذا على وشك الحدوث"، صرّح مؤسِّس سبيس فارما، يوسي يمين. "بعد أن تأكدنا من أنّ جميع القِطَع والمكوِّنات تعمل بتلاؤم مع برمجية التحكم (Control Software)، قُمنا بتسريب جميع المواد الخام الخاصّة بالتجارب، إلى المختبر. من ثمَّ ادخلنا القمرَ الصناعيّ ومعه المحاليل، إلى ثلّاجة خاصّة: هناك يتم حفظه (مع إمداده باللازم) إلى حين الإقلاع".

بيئة مريحة لجراثيم الفضاء

مبدئيًّا، يُعتبر الفضاء بيئةً مثالية للقيام بالتجارب البيولوجية والكيميائية، والهدف من ذلك من بين مجمل الأشياء هو تطوير أدوية جديدة. على سبيل المثال، إنّ الجراثيم في الفضاء الخارجيّ تطوِّر لنفسها وبسرعة حصانةً ضد الأدوية بفعل الظروف الضاغطة الخاصّة – ومن المتوقع أنّ الدواء الذي برهن فاعليّته ضد جراثيم الفضاء هذه، سيتغلّب بسهولة على جراثيم (من نفس الصنف) من كوكب الأرض.

إنّ DIDO-3 التابع لوكالتَي الفضاء الإسرائيلية والإيطالية وأنتجته شركة سبيس فارما، عبارة عن مختبر بحجم علبة أحذية ويزن 2.3 كغم فقط: ما يسمح بإجراء تجارب كهذه بتكاليف رخيصة، بشكل مبسَّط ومصغَّر، ودون تدخّل أيادي بشرية. إنّ أي مختبر يتم إطلاقه إلى الفضاء، ينطلق ومعه عدد من التجارب التي تنفَّذ واحدة تلو الأخرى. بوُسْع الباحثين على اختلافهم، ومن مكان إقامتهم على كوكب الأرض، أن يَبقوا على اطلاع بمستجدات البيانات وأن يشاركوا بالتجارب في الوقت الحقيقي. 

"حسب تقديرنا، خلال شهرَين سوف نُكمِل جميع التجارب"، قال يمين، "ولكن لا يمكننا بأي حال من الأحوال معرفة ذلك. لا يستطيع العلماء أن يتوقّعوا ماذا سيحدث في الفضاء. وفي كلتا الحالتين، ستبدأ النتائج بالوصول إلينا بعد أسبوعين إلى ثلاثة أسابيع. ستصل إلى مركز في سويسرا، ومن هناك ستنظَّم مساراتُها، لتصل إلى مختلف المختبرات والجامعات. سيتحكّم الباحثون بالتجارب ويضبطوها، بواسطة كمبيوتر أو تطبيق عبر الهاتف".

من الفضاء إلى رف الأدوية

سنةَ 2018، صنعَت سبيس فارما تاريخًا، ذلك عندما أصبحت الشركةَ الإسرائيلية الأولى التي أطلقت حمولة نحو الفضاء – وأعادتها بأمان إلى كوكب الأرض. اُطلق المختبَر سنة 2017 على متن صاروخ حامل من نوع سيغنوس، ورسا على محطة الفضاء الدولية. في شهر مارس من سنة 2018، تمّ نشل المختبر بنجاح من مياه المحيط الهادئ. وهذه المرة، لا نتوقع أن يرسو المختبر على محطة الفضاء الدولية أو أن يعود ويهبط على سطح الكرة الأرضية. ستُجرى جميع التجارب في الفضاء ويتم التحكم بها من الكرة الأرضية، وسترسَل النتائجُ إلى الباحثين. في نطاق التجارب المنفَّذة في جامعة نابولي فيدريكو الثاني، وبمشارَكة من مركز شيبا الطبي، سيتمّ بحث جينات تمتلك حصانة ضد المضادات الحيوية في ظروف الجاذبية الصغرى؛ وفي جامعة روما تري وبتعاون مع التخنيون، سيتم بحث تأثيرات ظروف الجاذبية الصغرى على خصائص الالتصاق والارتباط للألبومين البشري؛ وفي جامعة روما تور فيرغاتا وبتعاون مع الجامعة العبرية، سيتم بحث التغيّر الحاصل في تكوينات/مبنى المواد الوراثية (DNA) وأدائها في الفضاء؛ وفي جامعة بولونيا وبتعاون مع التخنيون، سيتم بحث التفاعلات الإنزيمية مع وجود بكتيريات، في ظروف الجاذبية الصغرى.

Moon Experimant - zoom.jpg

"مفتاح للتنمية البشرية خارج كوكب الأرض"

"يُعتبر الأكسجين أحد أهم وأثقل المكوِّنات، عند التحليق في الفضاء، ويشكِّل أكثر من %60 من وزن الصواريخ عند الإطلاق"، قال يوناتان جيفمان، مدير عام هيليوس. "يُتوقّع أن تستهلك المركبة الفضائية المنطلقة إلى القمر مئات الأطنان من الأكسجين لكي يتمَّ الإحتراق داخل المحركات الصاروخية ولكي تخدم حاجاتِ البشر أي رواد الفضاء. حوالي نصف كتلة التربة القمرية مكوَّنة من الأكسجين بحيث يمكن استخراجه في الموقع ذاته، دون الحاجة إلى نقله من كوكب الأرض، ما يخفِّض بشكل ملحوظ تكاليف الطيران في المستقبل ويخفّف من التعلّق والحاجة لإرسال مواد خام من الكرة الأرضية. إنّ إنتاج الأكسجين على سطح القمر يأتي بمثابة مفتاح للتنمية البشرية خارج كوكب الأرض وبمثابة تقليص حادّ في تكاليف استكشاف وبحث الفضاء".

يتم تصنيع المواد عن طريق التحليل الكهربائي الذي يفصل المعادن والأكاسيد (التي منها يتركّب الرمل) إلى الأكسجين، الحديد والسيليكون. تشمل تكنولوجيا هيليوس – التي تطوّرها هيليوس في مختبراتها في إسرائيل – العديد من التطبيقات العملية، وهذا صحيح على سطح الكرة الأرضية أيضا من حيث إنتاج الحديد والسيليكون عن طريق عملية صديقة للبيئة والتي يمكنها التخفيض، بما يزيد عن %10، من انبعاث غازات الدفيئة في العالم.

"يتطلب بناء قاعدة ثابتة على سطح القمر، تعاوُناتٍ دولية على نطاق واسع"، قال العميد (إحتياط) أوري أورون، مدير وكالة الفضاء الإسرائيلية. "شركة هيليوس هي مثال لشركة ستغدو صاحبة دَور عالميّ ورئيسيّ عبر هذه الجهود المبذولة للعودة إلى القمر. نقدّم تهانينا بخُصوص التعاون الثلاثي بين الشركتَين وصناعات الطيران، الذي يجسّد العلاقات التكنولوجية المتينة بين إسرائيل وألمانيا ويبيِّن قدرةَ هذه التعاونات العابرة للحدود في إحلال ثورة علمية".

هيليوس هي شركة إسرائيلية تمَّ تأسيسها سنة 2018 بدعم من وكالة الفضاء الإسرائيلية، وزارة الطاقة، وسلطة الابتكار. تتّجه تطلُّعات الشركة إلى توفير إمكانية العيش المستدام على كوكب الأرض وما يتخطّاه. أنجزت الشركة عددا من التطورات التكنولوجية بما يشمل إنتاج الأكسجين من رمال القمر وإنتاج السيليكون والفولاذ، دون أن تكون هناك انبعاثات لغازات الدفيئة في الكرة الأرضية.