قد تبدو فكرة إشعال النار على سطح القمر أقرب إلى مشهد من أفلام الخيال العلمي، لكنها في الواقع تجربة علمية تستعد وكالة الفضاء الأميركية لتنفيذها بهدف تعزيز سلامة رواد الفضاء في المهمات المستقبلية، إذ تسعى "ناسا" من خلال هذه التجربة الفريدة، إلى فهم كيفية تصرف النيران في بيئة الجاذبية القمرية، بما يساعد على تطوير معايير أكثر أماناً للمواد المستخدمة في المركبات الفضائية وقواعد الاستيطان المستقبلية على القمر، تمهيداً لرحلات مأهولة إلى المريخ وما بعده.
هذا وتقول ناسا عبر موقعها الإلكتروني إن تجربة "قابلية اشتعال المواد على القمر"، والتي تطلق عليها اسم (FM2)، تمثل أول تجربة احتراق تُجرى على الإطلاق على جرم سماوي آخر، كما تستند هذه المهمة إلى النجاحات التي حققتها برامج أبحاث علوم الاحتراق على الأرض في ظل الجاذبية الطبيعية على مدار عقود، إضافة إلى حملات تجارب الاحتراق في بيئة الجاذبية الصغرى على متن محطة الفضاء الدولية.
بالأساس تهدف التجربة إلى دراسة سلوك احتراق المواد على سطح القمر، حيث تبلغ الجاذبية نحو سدس جاذبية الأرض، في الوقت الذي تشير نماذج المحاكاة الحاسوبية السابقة، المدعومة بتجارب أُجريت على متن طائرات الرحلات شبه المكافئة وعلى متن محطة الفضاء الدولية، إلى أن بعض المواد قد تحترق عند تركيزات أقل من الأكسجين في بيئة الجاذبية القمرية مقارنة بالأرض.
يعني ذلك أن بعض المواد التي لا تُعد قابلة للاشتعال على الأرض قد تصبح قابلة للاشتعال داخل الموائل المستقبلية على القمر أو في البيئات الأخرى ذات الجاذبية المنخفضة. وأضافت ناسا: "بما أن الحرائق قد تشكل خطراً كارثياً على رحلات الفضاء وعمليات الاستكشاف البشري في البيئات القاسية، فإن التجربة تمثل خطوة حاسمة لتحديد مدى قابلية المواد للاشتعال وتعزيز معايير السلامة في المهمات الفضائية المستقبلية".
كيف ستُنفذ التجربة؟
على عكس ما قد يوحي به اسم التجربة، لن يشعل العلماء ناراً كبيرة على سطح القمر، بل سيرسلون غرفة احتراق آلية مغلقة بالكامل، عبارة عن حجرة أسطوانية معدنية، إلى سطح القمر ضمن مهمة لنقل الحمولات التجارية، وفق ما ذكرت صحيفة "الإندبندنت" البريطانية، إذ تضم غرفة الاحتراق 4 عينات من مواد مختلفة، تشمل القطن والألياف الزجاجية وقضبان الأكريليك، ستُشعل تباعاً لدراسة سلوكها في البيئة القمرية.
كما تحتوي الحجرة على مستشعر لقياس تركيز الأكسجين، وجهاز لرصد الإشعاع الكهرومغناطيسي، إلى جانب كاميرات توثق كيفية انتشار اللهب في جاذبية القمر، وسرعة امتداده، والتغيرات التي تطرأ عليه أثناء الاحتراق. ورغم إجراء العديد من تجارب الاحتراق في بيئات الجاذبية الصغرى خلال العقود الماضية، تؤكد ناسا أن تلك الاختبارات لم توفر جميع البيانات اللازمة لفهم سلوك النيران في الجاذبية القمرية.
وكتب باحثو الوكالة في دراسة نُشرت مطلع العام الجاري أن الوصول المباشر إلى القمر يمثل أفضل وسيلة لتقييم قابلية المواد للاشتعال في البيئة القمرية، مشيرين إلى أن إجراء برنامج متكامل لاختبار المواد على سطح القمر سيكون الخيار الأمثل، لكنه سيتطلب انتظار إقامة وجود بشري طويل الأمد هناك. وأضاف الباحثون أن تجربة الاحتراق ستسهم في سد فجوات معرفية أساسية تتعلق بسلامة الحرائق داخل المركبات الفضائية، وقد تقود نتائجها إلى تحديث المعايير المعتمدة لاختيار المواد المستخدمة في تصنيع المركبات والمساكن الفضائية المستقبلية.
وبحسب الدراسة، قد تُطلق المهمة في أقرب وقت ممكن، ربما خلال وقت لاحق من العام الجاري.
بدورها، ذكرت مديرة المشروع إيميلي جونسون، إن "بعض المواد قد تنفصل عنها أثناء الاحتراق كتل صغيرة تشبه قطرات الدموع"، موضحة أن "هذه القطرات قد تتحول في بيئات الجاذبية الصغرى أو الجزئية إلى كرات نارية صغيرة تطفو بعيداً، ما يزيد احتمالات انتقال الحريق إلى مواد أخرى". وأضافت أن "فهم الخصائص المختلفة للمواد، وآلية احتراقها، وسلوك اللهب عند أحجامه المختلفة، يمثل عنصراً أساسياً لتعزيز معايير السلامة في المهمات الفضائية المستقبلية".
ويختلف سلوك اللهب على سطح القمر عنه على الأرض؛ فالشكل المألوف للهب على كوكبنا ينتج عن تأثير الجاذبية التي تسحب الهواء الأبرد والأكثر كثافة إلى أسفل، وهو ما يخلق تيارات حمل حراري تمنح اللهب شكله المعروف. أما على القمر، أو في بيئات انعدام الوزن مثل الموجودة على متن محطة الفضاء الدولية، فإن هذه التيارات لا تتشكل بالطريقة نفسها.
