قبل 20 عاماً، وبالتحديد في 20 تشرين الثاني 1998، أطلقت من قاعدة بايكونور الفضائية مركبة صغيرة تحمل اسم "زاريا"، وتعني "الفجر" باللغة الروسية. ويرمز الإسم إلى فجر يوم جديد من التعاون بين القوى العظمى في مجال الفضاء بعد سقوط الاتحاد السوفييتي. بعد ذلك بأسبوعين، أطلق الأمريكيون المركبة Unity (الوحدة) والتي التحمت مع المركبة "زاريا" في مسار حول الكرة الأرضية. وكان ذلك بداية سلسلة من الرحلات التي جلبت المزيد من القطع لتجتمع معاً وتنشئ المبنى الأغلى الذي بنته البشرية، وربما أكثرها تميزاً دون شك: محطة الفضاء الدولية.
بحسب تقديرات من العام 2010، فقد تجاوزت تكلفة بناء محطة الفضاء 150 مليار دولار. ومن أجل المقارنة، فإن الميزانية الإجمالية لدولة إسرائيل في عام 2019 بلغت 116 مليار دولار.
كما أن هذه المحطة هي المستوطنة الثابتة الوحيدة للبشرية في الفضاء. وقد كانت مأهولة بشكل متواصل منذ تشرين الثاني 2000 وحتى كانون الثاني من هذا العام، حيث استقبلت 230 رائد فضاء من 18 دولة مكثوا وعملوا فيها لفترات وصلت حتى سنة كاملة.
اكتمل بناء محطة الفضاء عام 2010، ولكن هناك المزيد من الملحقات التي تضاف إليها حتى اليوم، أبعاد المحطة تساوي أبعاد ملعب كرة قدم أمريكي – أي أنها أكبر من ملعب كرة قدم عادي. ومعظم هذه المساحة بالطبع مخصصة للألواح الشمسية التي تزود المحطة بالطاقة التي تحتاجها للعمل. مساحة معيشة وعمل رواد الفضاء هي بحجم طائرة بوينغ 747 تقريباً. في لحظات معينة خلال مرورها فوق الكرة الأرضية، تكون محطة الفضاء الدولية هي الجسم الأكثر إضاءة في سماء الليل بعد القمر. يمكن رؤيتها بالعين المجردة عندما تمر فوق إسرائيل على ارتفاع يتراوح بين 330 و 435 كم فوق سطح البحر بسرعة تصل إلى 27،600 كم في الساعة.
بكلمات أخرى، تُكمل محطة الفضاء الدولية 15.5 دورة حول الكرة الأرضية في كل يوم. إذا كنتم موجودين على متن المحطة فإنكم سترون شروق الشمس وغروبها مرة كل 90 دقيقة تقريباً. في الواقع، فإن المحطة موجودة في حالة من السقوط الحر منذ 20 سنة. ولا يعيش رواد الفضاء في محطة الفضاء في انعدام كامل للجاذبية – بل يسقطون مع دوران الكرة الأرضية، مثل مصعد يهبط نحو الأرض ولا يصل أبداً.
على الرغم من أن محطة الفضاء الدولية هي مشروع مشترك لوكالات الفضاء الأمريكية والروسية والأوروبية واليابانية والكندية، ولكنها كما يدل اسمها – دولية. المحطة هي مختبر البحث الأغلى في العالم، في كل يوم تجرى فيه تجارب خاصة في مجال البيولوجيا والفسيولوجيا والفيزياء وعلوم الفضاء ومجموعة من المجالات الأخرى التي تحتاج إلى بيئة منخفضة الجاذبية. ولكن قليل هم من يعرفون أن من بين هذه التجارب توجد مجموعة كبيرة من التجارب الإسرائيلية، والتي نقلت العلوم والصناعات الإسرائيلية إلى القرن الواحد والعشرين. لذلك وبمناسبة احتفالات الذكرى الـ 20 لإنشاء محطة الفضاء الدولية، جمعنا من أجلكم ست تجارب إسرائيلية رائعة، أجريت أو سيتم إجراؤها في محطة الفضاء.
I. سبيس فارما: من الفضاء – إلى الصيدلية
ماذا فعلتم صباح يوم الإجازة؟ شربتم القهوة؟ قرأتم الجريدة؟ ممتاز، لأنه بينما كنتم مشغولون بذلك أطلقت الشركة الإسرائيلية "سبيس فارما" بنجاح مختبراً فضائياً من تطويرها نحو محطة الفضاء الدولية.
وهذه هي المرة الثالثة التي تزور فيها "سبيس فارما" محطة الفضاء الدولية.
إطلاق مختبر الفضاء، والذي تم بصحبة مركبة التموين "سيجنوس" المرسلة إلى محطة الفضاء، جاء بدعوة من معهد بحث أمريكي يجري تجربة هي الأولى من نوعها لفحص تأثير انخفاض الجاذبية على الخلايا الجذعية المنتجة العضلات. ويعمل المختبر الذي تم تطويره بدعم من وكالة الفضاء الإسرائيلية في وزارة العلوم، دون تدخل بشري ويتحكم به العلماء الذين يقومون بالبحث من الكرة الأرضية – مباشرة من هواتفهم الخلوية.
مختبر الفضاء من "سبيس فارما"، يعمل دون تدخل بشري، ويتم التحكم به باستخدام الهواتف الخلوية الخاصة بالباحثين من على الكرة الأرضية. مصدر الصورة: Spacepharma
بشكل عام، يوفر الفضاء بيئة ملائمة لإجراء التجارب البيولوجية والكيماوية، بما في ذلك تطوير العقاقير الجديدة. تشير الأبحاث إلى أن ظروف انخفاض الجاذبية تسرع العمليات البيولوجية والكيماوية الطبيعية، بحيث يتم الحصول على النتائج بشكل أسرع، دون تأثيرات خارجية أو ظروف غير مواتية. فعلى سبيل المثال تكوّن البكتيريا في الفضاء الخارجي مناعة أسرع للأدوية بسبب ظروف الضغط الخاصة – والدواء الذي يثبت فعاليته ضد الجراثيم في الفضاء يفترض أن يتغلب بسهولة على نفس النوع من الجراثيم على الكرة الأرضية.
مختبرات سبيس فارما هي بحجم علبة الأحذية وبوزن 2.3 كيلوغرام فقط، وتوفر للباحثين من أنحاء العالم منصة رخيصة وذكية لإجراء التجارب في الفضاء. يقول مؤسس سبيس فارما يوسي يمين: "في المستقبل القريب ستكون الأدوية التي يتم تطويرها في الفضاء متوفرة على كل رف في كل صيدلية."
II. رامون سبيس لاب: من الثانوية في بيتح تكفا إلى محطة الفضاء الدولية
ماذا فعلتم في المدرسة الثانوية، لعبتم كرة القدم؟ قام طلاب من المرحلة الثانوية بتصميم ثلاث تجارب أطلقت في شهر حزيران من هذا العام نحو محطة الفضاء الدولية على متن مركبة تموين تابعة لشركة "سبيس اكس". وذلك في إطار برنامج رامون سبيس لاب، الذي يديره صندوق رامون ووكالة الفضاء الإسرائيلية في وزارة العلوم.
صمم طلاب مدرسة "عمال شحكيم" في نهاريا تجربة لاختبار تأثير انخفاض الجاذبية على وتيرة انتشار وتكون الحصى في الكلى، وذلك بهدف تنجيع علاجات غسيل الكلى هنا على الكرة الأرضية؛ المدرسة متعددة التخصصات "عمال (ب)" في بيتح تكفا أعدت تجربة لفحص تأثير انخفاض الجاذبية على تكاثر الخلايا المكونة للعظام بوجود مكثف للكالسيوم – وذلك بهدف تطوير تغذية أكثر فعالية لرواد الفضاء، والذين يعانون من فقدان كثافة العظم في الفضاء، وكذلك المساهمة في دراسة مرض هشاشة العظام على الكرة الأرضية؛ بينما أعد الطلاب من مدرسة "اورط ديكل فيلناي" في معليه أدوميم تجربة لفحص تأثير انعدام الجاذبية على الرواسب المتكونة من الخلايا البانية للعظم بوجود الكالسيوم المتبلور، وذلك بهدف لجم تسارع هشاشة العظام في الفضاء نتيجة التعرض للأشعة الكونية وغياب النشاط الجسماني.
هذه التجارب التي أطلقت إلى محطة الفضاء الدولية أعدها طلاب من المرحلة الثانوية ضمن برنامج رامون سبيس لاب بمساعدة مرشدين متمرسين في مجال العلوم حصلوا على تأهيل خاص من قبل صندوق رامون، إلى جانب معلمين لمواد العلوم من كل مدرسة.
III. دوكيبات 2: قمر الطلاب الصناعي الذي صنع التاريخ
مع كل الاحترام لطماطم التشيري وتطبيق Waze، فإن إطلاق قمر الطلاب الصناعي (دوكيبات 1) عام 2014 هو ما جعل إسرائيل الدولة الثانية في العالم التي تطلق قمراً صناعياً من صنع الطلاب - وما زال هذا القمر يحتفظ بلقب قمر الطلاب الصناعي ذي فترة الخدمة الأطول على الإطلاق.
ولكن في شهر نيسان من هذا العام تم إطلاق وريثه، دوكيبات 2، من قاعدة كيب كانيفرال الفضائية في الولايات المتحدة. القمر هو مبادرة مشتركة بين وكالة الفضاء الإسرائيلية في وزارة العلوم وبلدية هرتسليا، تم إطلاق القمر على متن صاروخ من نوع أطلس 5، والذي حمل على متنه أيضاً مركبة المؤن جون غلين. بعد رحلة استمرت أربعة أيام في الفضاء، وصل القمر الصناعي، مع بقية الأقمار الصناعية في مشروع QB50 التابع للاتحاد الأوروبي إلى محطة الفضاء الدولية. دوكيبات 2 هو القمر الصناعي الوحيد من صنع الطلاب الذي يتم إطلاقه ضمن المبادرة، بينما بنيت بقية الأقمار الصناعية على يد طلاب وباحثين بالغين.
بعد أن وصل القمر الصناعي إلى محطة الفضاء، تم نقله إلى القسم الياباني من المحطة، وبعد ثلاثة أشهر أطلق نحو مساره على يد رواد فضاء من المحطة مستخدمين ذراعاً آلية خاصة. هذا القمر المصغر والذي يزن 1.8 كغم فقط، يدرس هذه الأيام كثافة البلازما في الغلاف الأيوني السفلي.
تنقل المعطيات التي تصل من القمر الصناعي إلى المحطة الأرضية في مركز هرتسليا للعلوم، حيث يقوم الطلاب هناك بتحليلها.
أكثر من 80 طالباً – من أوفاكيم ويروحام وعوفرا وحورة (البلدة البدوية) ومن هرتسليا – عملوا لمدة سنتين على تطوير القمر دوكيبات 2. عمل الطلاب ضمن عشر فرق وقد تم توفير غرفة معقمة من أجلهم، ومختبر الكتروني ومحطة أرضية للتواصل مع الأقمار الصناعية. كانت كل فرقة مسؤولة عن مجال واحد، مثل اختبار المواصفات التقنية، أو برمجة أنظمة التشغيل، أو تحليل معطيات القمر الصناعي، أو الرقابة، أو هندسة النظام وغيرها، بينما رافق الطلاب مهندسون من الفرع الأكاديمي ومن مصنع "مبات حلال" التابع للصناعات الجوية.
IV. بذلة الفضاء من "ستمراد": بذلة فضاء إسرائيلية على المريخ
في النصف الثاني من عام 2019 ستطلق بذلة فضاء من إنتاج "رمات هحيال" إلى محطة الفضاء الدولية – قبل انطلاقها ثانية في طريقها إلى المريخ.
البذلة الحديثة "أسترو- راد" هي من تطوير شركة "ستمراد" الإسرائيلية. هذه البذلة الخاصة معدة لحماية رواد الفضاء من الإشعاعات الكونية خلال رحلتهم إلى الكوكب الأحمر وخلال مكوثهم على سطح المريخ. سيفحص الرواد في المحطة الفضائية مستوى الراحة الذي توفره البذلة للعمل (والنوم أيضاً)، حيث سترتدي دمية طورتها وكالة الفضاء الألمانية البذلة في رحلة مكوك الفضاء أوريون حول القمر. الرحلة حول القمر ستكون بمثابة اختبار هام للبذلة قبل إطلاق أوريون في رحلاتها القادمة، والتي من المفترض أن تكون مأهولة. تسعى الشركة لاستخدام هذه البذلة خلال الرحلة المأهولة القادمة إلى القمر (Exploration Mission 2) والمخططة في عام 2021 – وكل ذلك استعداداً للرحلة التاريخية إلى المريخ.
"استرو راد"، والتي تحمل العلم الإسرائيلي، تعتمد على مبدأ الحماية الانتقائية لنخاع العظم والرئتين والصدر والمعدة والقولون والمبايض – وهي الأعضاء الأكثر حساسية لتراكم الخلايا السرطانية نتيجة التعرض للإشعاع. البذلة، والتي تمت ملاءمتها في المرحلة الأولى للنساء كونهن أكثر حساسية للإشعاع، مصنوعة من مواد غنية بالهيدروجين، ويتم ارتدائها على القسم العلوي من الجسم على شكل سترة.
في الواقع تم تطوير البذلة في بعد نجاح المنتج الأول لشركة "ستمراد" – وهو عبارة عن حزام واقي لنخاع العظم في منطقة الحوض – والذي أصبح يستخدم بشكل واسع اليوم بين طواقم "التدخل السريع" كرجال الإطفاء، في جميع أنحاء العالم. وتعمل "ستمراد" بالتعاون مع شركة لوكهيد مارتن من اجل ملائمة تقنية البذلة للاستخدام في الفضاء.
V. لوبستر: لقياس أقوى طاقة في الكون
الكون هو مكان عنيف جداً، ولكن هناك حالة كونية واحدة لا مثيل لقوتها: وهي انفجار أشعة غاما. في السنوات الأخيرة، تقوم مجموعة من الباحثين من التخنيون، برئاسة البروفيسور ايهود بخار والبروفيسورة شلوميت كيرم، بتطوير رادار لرصد انفجارات أشعة غاما في الفضاء – الأمر الذي يمكنه ربما أن ينقذ الكرة الأرضية في المستقبل البعيد.
البحث الإسرائيلي المدعوم من وكالة الفضاء الإسرائيلية في وزارة العلوم، اختارته وكالة ناسا عام 2017 من بين مئات العروض التي أتت من جميع أنحاء العالم ودعمته بمئات الملايين من الدولارات. سيعمل الرادار القادم من التخنيون إلى جانب تلسكوب أشعة اكس المسمى "لوبستر" (سرطان البحر بالعربية). يمتلك هذا التلسكوب مدى رؤية واسع جداً كما هو لدى سرطانات البحر، وسينطلق نحو محطة الفضاء الدولية في عام 2022.
الهدف من وراء المهمة الأمريكية الإسرائيلية المشتركة، هو مراقبة انفجارات أشعة غاما الناجمة عن تصادمات قوية بين أجرام شديدة الكثافة، مثل الثقوب السوداء والنجوم النيوترونية، والتي تشكل أيضاً مصدراً لأمواج الطاقة الثقالية. حتى الآن تمت ملاحظة عدد من الأمواج الثقالية نتيجة تصادمات كونية، ولكن لم ينتج أي من هذه التصادمات انفجار إشعاعات كهرومغناطيسية. مدى الرؤية في "لوبستر"، إلى جانب حساسية الرادار الإسرائيلي، سيسمحان بتمييز انفجارات أشعة غاما في الوقت الحقيقي – إلى جانب رصد الأمواج الثقالية على الكرة الأرضية. يعتقد العلماء أن انفجارات أشعة غاما مسؤولة عن أهم حالات الانقراض الجماعي في تاريخ الكرة الأرضية، ويمكنها أن تؤدي لحالات انقراض جماعية أخرى في المستقبل.
يستخدم الرادار الذي تم تطويره في التخنيون بلورات تبتلع جزيئات أشعة غاما لتنتج ضوءاً مرئياً، يتم التعرف عليه على يد مكثف ضوئي وتحويله إلى إشارة الكترونية. يمكننا من الإشارة التي يتم الحصول عليها التعرف على طاقة الجزيئات، والوقت الدقيق التي وصلت فيه إلى محطة الفضاء الدولية. "تسجيل الزمن مهم من اجل دراسة طريقة انبعاثها، ومن اجل ربطها بأحداث أخرى مثل موجات الطاقة الثقالية التي نقوم برصدها"، يوضح البروفيسور باخار.
VI. بكتيريا ايلان رامون: أول المخلوقات الإسرائيلية في الفضاء
في 8 تموز 2011 إنطلقت المهمة الـ 135 والأخيرة لبرنامج مكوكات الفضاء الأمريكية. بعد كارثة المكوك كولومبيا، أطلق المكوك اطلانطس إلى الفضاء والتحم بنجاح مع محطة الفضاء الدولية، ليزودها من بين أمور أخرى، بثلاث تجارب من تصميم إسرائيلي – والتي كانت حينها أولى التجارب الإسرائيلية.
"كانت هناك ثلاث تجارب من معهد فيشر"، يقول تال عنبار، رئيس معهد فيشر للبحوث الإستراتيجية الجوية والفضائية. "شملت التجربة الأولى خلايا عظمية من بشر أحياء، بينما خصصت التجربة الثانية، والتي أجريت بالتعاون مع شركة شتراوس للمياه، لفحص أنظمة حديثة لتعقيم المياه، وتناولت التجربة الثالثة بكتيريا حيوية من النوع الذي اصطحبه معه المرحوم إيلان رامون إلى الفضاء. أجريت تجارب البكتيريا والخلايا العظمية بالتعاون مع كلية الطب في الجامعة العبرية والمركز الطبي هداسا "هار هتسوفيم"، وحظيت بدعم وكالة الفضاء الإسرائيلية في وزارة العلوم."
ماذا سيكون مصير محطة الفضاء الدولية؟
كما ذكرنا فإن محطة الفضاء الدولية هي المبنى الأغلى الذي أنشأته البشرية. ولكن تشغيله الدوري يكلف الكثير من الأموال. كذلك فإنه في خضم الأحداث المتسارعة، بدأت المحطة تفقد رمزيتها السياسية كصرح علمي متعدد القوميات، يترفع عن النزاعات السياسية على الكرة الأرضية.
بحسب الاتفاق بين الولايات المتحدة وروسيا، الشركاء الأساسيون في المشروع، ستواصل محطة الفضاء الدولية عملها كالمعتاد حتى عام 2024، وبعد ذلك لا يعرف أحد ماذا سيكون مصير المستوطنة البشرية الوحيدة في الفضاء. روسيا معنية ببيع حصتها من المحطة لسياحة الفضاء، وبالتالي تحويل المحطة البحثية إلى فندق فاخر، كما أعلنت حكومة ترامب بالفعل عن رغبتها في بيع الحصة الأمريكية من المحطة لمبادرين خصوصيين. ستستثمر ناسا في ميزانية 2019 مبلغ 150 مليون دولار لتطوير منصات تجارية في المحطة، بهدف الاستفادة من المحطة في كلا الحالتين: بيع المحطة الفضائية الدولية للقطاع الخاص من جهة، والاستمرار بإجراء التجارب العلمية فيها من ناحية أخرى.
محطة الفضاء الدولية تمر من فوق أوروبا والشرق الأوسط. مصدر الصورة: Image Science & Analysis Laboratory, NASA Johnson Space Center.