لعبة جميلة قادمة من برن لأوائل الناس الذين مشوا على سطح القمر

رائد الفضاء بز ألدرن ينصب شراع برن لقياس الريح الشمسية على سطح القمر، قبل العلم الأمريكي مباشرة. Copyright © The Granger Collection, New York / The Granger Collection

قبل خمسين عاماً، مشى الإنسان على سطح القمر للمرة الأولى. وكانت تلك خطوة كبيرة بالنسبة لجامعة برن: فبفضل تجربتها حول الريح الشمسية على سطح القمر، تمَّ تصحيح النظرية السائدة حول الانفجار العظيم (أي نشأة الكون) التي لم تكن دقيقة.

أثناء إقلاع صاروخ ساتورن 5، تمر الأحرف الثلاث   U – S – A (التي ترمز للولايات المتحدة الأمريكية) ببطء أمام كاميرات التلفاز. ففي 21 يوليو من عام 1969، نصب رائدا الفضاء نيل آرمسترونغ وبز ألدرن العلم الأمريكي على سطح القمر. ويُعتبر هذا الحدث، بالنسبة للولايات المتحدة، إعلاناً لا يُقدَّر بثمن. ولا عجب أنهم يقيمون احتفالاً ضخماً اليوم بالذكرى الخمسين.

تحتفل جامعة برن بهذا الحدث هي الأخرى. ففي الواقع، ساهم معهد الفيزياء فيها في مهمة أبولو 11 من خلال تجربة. ومقارنة بوزن الصاروخ الذي يقترب من 3000 طن، يبدو الشراع متناهياً في الصغر: فوزنه لا يتجاوز 454 غرام. ولكنه كان فعَّالاً. حيث قام بوز ألدرن بنصبه حتى قبل أن يرفرف العلم الأمريكي: وهو عبارة عن ورقة ألمنيوم بسيطة بعرض 30 سم وطول 140 سم، مُثبّتة على قاعدة. التقطت الريح الشمسية، أي جزيئات منبعثة من كوكب ذلك اليوم. وبعد 77 دقيقة، لفَّها نيل آرمسترونغ ووضعها في المركبة تاركاً القاعدة. وحققت التجربة نجاحاً إلى درجة أنَّ وكالة الفضاء الأمريكية “ناسا” أعادتها في أربع بعثات أخرى، مع إطالة وقت تعرضها للريح شيئاً فشيئاً. وصار أستاذ الفيزياء في برن يوهانس غايس، الذي طوَّر هذا الشراع مع فريقه، مشهوراً في جميع أنحاء العالم.

يورغ مايستر (على اليسار) وبيتر بوخسلر بالقرب من شراع برن الشمسي «أحد معارفهما القدامى»، في أقبية جامعة برن. Adrian Moser

كان يورغ مايستر وبيتر بوخسلر يعملان في برن في ذلك الحين، في معهد الفيزياء. ويعودان الآن وهما يبلغان من العمر 80 و76 سنة، ليُحدِّثانا عن تلك الفترة ويُطلعانا على بعض الصور. فنرى فيها شباباً بتسريحات شعر قديمة يجرّبون نموذجاً للريح الشمسية: إنهم علماء الفيزياء في برن في ذلك الحين. ساهم يورغ مايستر كباحث في الفيزياء التجريبية في تطوير الشراع، في حين لم يكن بيتر بوخسلر ممن شاركوا فيه بشكل مباشر. وبصفته أستاذاً، أصبح مديراً مشاركاً للمعهد، ليحلَّ بذلك محل يوهانس غايس الذي يُناهز عمره حالياً الـ 90 سنة والذي ابتعد بدوره عن الحياة العامة.

ويذهب يورغ مايستر وبيتر بوخسلر إلى المختبر، وهو عبارة عن غرفة بدون نافذة، تقع في أقبية المعهد ومليئة بالأجهزة. في الوسط، تعطي الإضاءة لمعاناً لشراع الريح الشمسي. وبشكل أدق، للنسخة الاحتياطية للشراع. ويقف يورغ مايستر وبيتر بوخسلر بجانب الشراع وكأنهما يتعاملان مع أحد معارفهما القدامى. ويوضح يورغ مايستر كيف يتم سحب ورقة الألمنيوم نحو الأعلى بواسطة لسان ممتد: «تماماً بنفس طريقة ستار النافذة الملفوف».

«فكرة في منتهى الجمال والبساطة»

تعريض ورقة ألمنيوم للرياح الشمسية فوق سطح القمر وإعادتها: «كانت تلك فكرة في منتهى الجمال والبساطة» يقول يورغ مايستر. فالجزيئات الشمسية، التي تنتقل بسرعة مئات الكيلومترات في الثانية، أي بسرعة أبطئ من سرعة الضوء، تصطدم بورقة الألمنيوم وتبقى ملتصقة عليها. وبإذابة الورقة في المختبر فيما بعد، يمكننا معرفة عدد الجسيمات من مختلف الأنواع التي تمَّ احتجازها. 

كان لا بد من تصميم كل شيء بحيث يكون استخدام الجهاز بسيط ليعمل بنجاح بنسبة 100%. وهكذا كان النظام مجهَّزاً بقاعدة، وأنبوب تلسكوبي مع سلك مثبَّت متناهي الدقة، جعل تقنيي الجامعة يشعرون بمحدودية قدراتهم. وكانت هناك بَكَرَة غير قابلة للطي، موجودة على القاعدة قبل الاستخدام. وأخيراً الورقة نفسها، المعززة بشريط لاصق من التيفلون المقوى لكيلا تتمزق. ويقول يورغ مايستر: «لقد شكل الوزن المطلوب الذي لا يتجاوز 500 غرام معضلة حقيقية. ولو كان من الممكن أن يصل وزن التجربة إلى كيلو غرام واحد، لكان كل شيء أبسط بكثير».

ولم تترك وكالة ناسا أي شيء للصدفة، فطلبت من رائد الفضاء دون ليند اختبار الجهاز في برن. لأنه، على عكس الفيزيائيين والمهندسين، كان يعرف وجهة نظر رواد الفضاء: كان يعلم ما كان يمكن أن يكون في اليد وهي داخل قفاز سميك. ويعلّق يورغ مايستر على ذلك قائلاً: «لقد أعطانا سلسلة من التعليمات التي كان علينا اتباعها بكثير من الدقة.»  وبذلك تمَّ تكوير سطح المقبض على القاعدة وتلوين المكونات المهمة باللون الأحمر، ويتابع مايستر بقوله: «ولكن شراعنا أعجب دون ليند، كما لو أنه كان عبارة عن لعبة جميلة.»

لماذا مدينة برن بالذات؟

لماذا وُلدت التجربة الوحيدة غير الأمريكية لبعثة أبولو 11 في مدينة برن؟ «لم يكن الأمر بمحض الصدفة» يُجيب بيتر بوخسلر. لقد اهتمَّ علماء الفيزياء في برن قبل ذلك بدراسة النيازك. وكانوا قد أثبتوا بذلك جدارتهم من خلال التجارب على الصخور القمرية. وأخيراً، كان البروفسور غايس صديقاً للعديد من علماء الناسا، وكان يحافظ على علاقاته بوكالة الفضاء الأمريكية «بشغف ومهارة كبيرة» حسبما أكدَّ بوخسلر.

وكان يورغ مايستر هو الذي أخذ الورقة إلى الولايات المتحدة، في حقيبته اليدوية. وخلال البعثات الثلاث التالية، أتيحت له الفرصة لحضور إطلاق الصاروخ القمري من مسافة كيلو متر ونصف: «لقد كان ذلك مذهلاً وصاخباً بشكل خاص. وكانت الترددات المنخفضة تضغط على معدتي. وكانت مقدمة قميصي تهتز وكان ذلك أشبه ببيض مقلي يرتجّ في مقلاة كبيرة».

وعندما مشى نيل آرمسترونغ وبوز ألدرن فوق سطح القمر، كانت الساعة الثالثة صباحاً بتوقيت سويسرا. وتابع علماء فيزياء برن الحدث عبر شاشة التلفاز من المعهد. وقال يورغ مايستر: «لم أكن قلقاً، كنت أعلم أنه لن تكون هناك أية مشكلة بالنسبة للشراع لأننا كنا قد اختبرناه مئات المرات». من جهته، كان بيتر بوخسلر يتمنى ببساطة «أن يعود رواد الفضاء سالمين».

سويسرا في الفضاء

فيما يلي بعض مشاريع الفضاء التي احتلت العناوين الرئيسية.

1986: أطلقت وكالة الفضاء الأوروبية (ESA) مركبة “جيوتو” نحو مذنب “هالي”. وكان على متنها: مطياف من جامعة برن، وقام بقياس جزيئات الغبار وغاز المذنب للمرة الأولى خلال وجوده في الفضاء.

1990: إطلاق مسبار “يوليوس” بالتعاون بين وكالتي الفضاء الأوروبية (ESA) والأمريكية (NASA). وقام المسبار بمراقبة الشمس خلال سنوات عدة. وتمَّ إرسال جهاز دراسة الرياح الشمسية من سويسرا.

1995: أطلقت وكالتا الفضاء الأوروبية والأمريكية مرصد الشمس “سوهو” في الفضاء، وعلى متنه مطياف الكتلة شديدة الحساسية “سيليا” من برن.

2004: إطلاق مسبار وكالة الفضاء الأوروبية “روزيتا”، الذي وصل بعد عشر سنوات بالقرب من مُذنّب تشوريموف ـ جيراسيمنكو «تشوري» حيث تبعه لمدة عامين. وتمَّ تصنيع أجهزة المطياف في جامعة برن وقامت هذه الأجهزة بمهمتها على أحسن وجه.

2016: أُطلق مسبار إيكزومارس باتجاه المريخ، ومنذ عام، يقوم نظام الكاميرا “كاسيس” المُطَوَّر في جامعة برن بالتقاط صور ملونة وعالية الدقة لسطح المريخ.

2018: أُطلق مسبار بيبيكولومبو بالشراكة بين وكالة الفضاء الأوروبية ووكالة بحوث الفضاء اليابانية باتجاه عطارد. وقد تمَّ تصميم وصنع الجهاز الذي مهمته رسم مخطط ثلاثي الأبعاد لسطح عطارد في جامعة برن.

2019: من المفترض أن يتم إطلاق القمر الصناعي شيوبس، لنقل مواصفات الكواكب الخارجية (الكواكب الموجودة خارج النظام الشمسي)، في النصف الثاني من السنة. وقد تم تصنيعه تحت إدارة جامعة برن.

يعيش يورغ مايستر بالقرب من مدينة تون. وبعد السنوات التي قضاها في جامعة برن، قام بتقييم معطيات تجربة أبولو أخرى بصفته دكتور حديث في الفيزياء في تكساس. ولدى عودته إلى سويسرا، تمَّ تعيينه في تون في مصنع للذخيرة حيث عمل على الذخائر المضادة للمصفحات. ولا يزال يهتم إلى اليوم بكل ما يُحلّق. ولكن ليس بالضرورة بالطيارات والصواريخ: فهو يقوم مع زوجته بتربية فراشات. وفي كل مرة ينظر فيها إلى القمر، يقول لنفسه: «هناك في الأعلى، توجد خمسة قواعد أمسكتها بيدي ـ وهذا شيء مميز بالفعل».

وجولات بيتر بوخسلر العديدة قادته إلى اسرائيل. فأمريكا لم تعد تهمه كثيراً، «خاصة بسبب تدخل الولايات المتحدة في حرب فيتنام». وبعد عودته إلى برن، اهتمّ بدراسة الريح الشمسية من جديد. وفي وقت لاحق، أكدت أدوات موضوعة على المسبار الفضائي نتائج تجارب بعثة أبولو.

تصحيح نظرية الانفجار العظيم

ماهي الاكتشافات التي ساعدت عليها الأشرعة؟ يجيب بيتر بوخسلر أنه بفضلها أصبح من الممكن التقاط الريح الشمسية لدراستها في المختبر. فلا يمكن قياس الريح الشمسية مباشرة من سطح الكرة الأرضية، لأنَّ الحقل المغناطيسي والغلاف الجوي لهذه الأخيرة يُحرِّفان مسارها ويعترضانها. في السابق، لم يكن من الممكن العثور على آثار الريح الشمسية إلا على صخور الأحجار النيزكية. وبالتالي، كنا نجهل المدة الزمنية التي تعرضت الشهب خلالها للريح الشمسية قبل سقوطها على الأرض. لقد قدّمت أوراق الألمنيوم وللمرة الأولى معلومات أكثر دقة عن تركيبة الرياح الشمسية بالإضافة إلى بعض المفاجآت: فقد اكتشف الباحثون أنَّ الهيدروجين الشمسي يختلف بشدة عن الهيدروجين الأرضي وهيدروجين النيازك من حيث الديوتيريوم، نسبة الهيدروجين الثقيل. وفي السياق، يقول بيتر بوخسلر: «أصبحنا فجأة قادرين على تصحيح الأخطاء الموجودة في نظرية الانفجار العظيم. فالأمر يتعلق إذاً بمسائل في غاية الأهمية».

الاكتشاف أعطى برن زخماً كبيراً

لقد أعطى شراع الريح الشمسية لبرن زخماً كبيراً في مجال الأبحاث الفضائية وبالتالي لسويسرا بأكملها. وقد عرف البروفسور غايس كيف يستفيد من شهرته من أجل تطوير معهده، واضعاً بذلك أسساً لبعثات انطلاق أخرى. فيما بعد، شارك باحثو برن بشكل منتظم في مشاريع عالمية. نذكر منها، على سبيل المثال، مسبار «روزيتا»، الذي أوكلت له مهمة دراسة المُذنّب تشوريموف ـ جيراسيمنكو ـ اختصاراً «تشوري». وكان على متنه أجهزة عالية الدقة من صنع برن، كان بمقدورها استنشاق التركيبة الكيميائية للجرم السماوي الغامض واستنتجت بشكل خاص أنَّ رائحة تشوري تشبه روث الخيل.

كواكب خارج المجموعة الشمسية في عدسة المنظار

تعد جامعة برن واحدة من المعاهد العليا الرائدة في مجال الأبحاث الفضائية على مستوى العالم. وهذه المقولة ليست سوى تصريحاً للمدير العلمي لوكالة ناسا، توماس تزوربخن، الذي أوضح من خلال مكالمة هاتفية معه، أنّ الباحثين في برن تمكنوا من اكتشاف مناطق جديدة وفهموها ولعبوا دوراً هاماً في هذا الصدد. ويذكر كمثال على ذلك، اكتشاف كواكب خارجية، أي كواكب موجودة في أنظمة شمسية أخرى. ولو أنهم اكتفوا بالنجاحات والأمجاد السابقة لكان ذلك خطأ جسيماً، على حد قوله: «فلكي تحقق نجاحاً دولياً، عليك أن تهاجم وألا تكتفي بالدفاع عن نفسك».

وتوماس تزوربخن، الذي ترعرع في أوبرلاند التابعة لكانتون برن، يُجسِّد إلى حدٍ ما نجاح برن في البحث الفضائي. ولم تكن سيرته المهنية لتصل إلى هذا المستوى لولا تجربة الشراع الشمسي الاسطورية وشهرة برن. ففي بداية التسعينات، عمل في برن ـ كطالب دكتوراه بإشراف بيتر بوخسلر ـ على تطوير جهاز لمسيار شمسي أمريكي، يصفه توماس تزوربخن قائلاً: «إنه يندرج مباشرة في سياق شراع أبولو». وبصفته أول باحث في وكالة ناسا، فهو يدير حالياً ميزانية تُقدّر بسبعة مليارات دولار. وتؤثر قراراته على حوالي 10000 باحث ومهندس.

باتجاه المريخ؟ 

والآن؟ وبعد مرور خمسين عاماً على بعثة أبولو 11، يتحدّث الجميع عن عودة إلى سطح القمر وعن رحلة باتجاه المريخ، بدءاً من وكالة ناسا. هناك خلاف على هذه المشاريع: فنجد أنَّ بيتر بوخسلر وطالبه السابق لا يشاركان نفس الرأي في هذا الموضوع. ويدرك توماس تزوربخن الاعتراضات، وهي أنَّ هناك مشاكل أخرى على كوكب الأرض أكثر إلحاحاً لإيجاد حلول لها، وأنَّ الرحلات المأهولة محفوفة بمخاطر كبيرة وأنها علاوة على ذلك مكلفة جداً. ولكنها الطبيعة البشرية ذاتها التي ترغب بالوصول إلى الأفق، وإلى حدود الممكن. ويعيد السؤال: «لماذا نريد الذهاب إلى مارس؟» قبل أن يجيب مباشرة بقوله: «لأننا نستطيع فعل ذلك». من ناحية أخرى، من غير الممكن التنبؤ بفوائد مشاريع من هذا القبيل. ففي منتصف القرن الماضي، عندما أرسلت المسابر الأولى إلى الفضاء، لم يكن أحد يفكر بالأقمار الصناعية التي أضحت اليوم ضرورية من أجل توقعات الطقس أو التي تسجل معطيات عن المناخ، ويتابع قائلاً: «أفضل القياسات في العالم بأسره لثاني أكسيد الكربون مصدرها من عندنا، من وكالة ناسا». أضف إلى ذلك، أنَّ البحث هو عامل مُوَحّد: «وهذا بالنسبة لي هو أحد أهم الحجج التي تصب في صالح مشاريع من هذا النوع».

ويعرف بيتر بوخسلر حجج أنصار الرحلات الفضائية المأهولة. وهو يُقرّ بأنَّ الصخرة القمرية، التي أحضرها رواد الفضاء قبل خمسين عاماً، هي ذات قيمة علمية كبيرة: «أنا من أولئك الذين استفادوا منها كثيرا في أبحاثهم». كما أنه يُحيّي وكالة ناسا، التي قامت بتوزيع الصخور القمرية بسخاء بين معاهد البحوث في جميع أنحاء العالم. وعلى الرغم من ذلك، يعتقد بيتر بوخسلر أنه كان بالإمكان تحقيق جميع تلك الاكتشافات بلا شك، بواسطة مركبات فضائية غير مأهولة. فالتكاليف الباهظة للبعثات المأهولة، التي يتم إطلاقها في كثير من الأحيان «بهدف الوجاهة فقط»، تتسبب بحسب رأيه بخفض قسري لميزانية المشاريع الأخرى التي قد تخدم العلوم بطريقة أسرع. وعندما يرى الصور المركبة للمستعمرات على سطح المريخ، يتساءل عن عدد «التجارب المفيدة» التي كان يمكن القيام بها بنفس الميزانية في إطار البعثات غير المأهولة.

ما هو رأي يورغ مايستر حول هذه المسائل؟ إنه يعارض القيام برحلة نحو المريخ: «كوكب المريخ بعيد جداً: وغالبية الناس لا يعرفون أصلاً أين يوجد موقعه في السماء». بالمقابل، الجميع تربطهم علاقة بالقمر. وبالتالي، يعتبر أنه كان من الطبيعي جداً الذهاب إليه مرة في العمر: «كان ذلك مُبرراً». إلا أنه يعتقد أنه من غير الضروري إعادة هذه المغامرة: «نحن نعرف منذ خمسين سنة كيف هو شكل القمر».

بعض الاكتشافات السويسرية منذ القرن السابع عشر

مجموعة مختارة: اكتشف اليسوعي من لوسيرن جان – باتيست سيزات (1586 – 1657) أنظمة نجوم مزدوجة جديدة؛ وثَّق جان فيليب لوا من شزو (1718 – 1751)، عالم من لوزان، العديد من العناقيد النجمية والسُدُم الغازية؛ اكتشف رودولف وولف من زيورخ (1816 – 1893) أنَّ دورة نشاط البقع الشمسية تتوافق مع تلك المتعلقة بالمجال المغناطيسي للأرض؛ زلزل فريتس زفيكي (1898 – 1974)، من غلاريس والمولود في بلغاريا، الفيزياء الفلكية في الولايات المتحدة بنظرياته حول الأنظمة النجمية خارج المجرات؛ اكتشف بول فيلد (1925 – 2014) من جامعة برن أكثر من 90 كويكب وسبعة مذنبات؛ في عام 1967، تمَّ إطلاق صاروخ «زينيت» المُطوَّر من قبل هانس بالزيجر وإيرنيست كوب في الفضاء؛ قام يوهانس غايس (من مواليد 1926) بتطوير تجربة الريح الشمسية لأبولو في جامعة برن؛ وفي عام 1995، اكتشف ميشيل مايور وديديه كيلوز من مرصد جنيف «الفرس الأعظم 51 بي» أول كوكب خارج نظامنا الشمسي؛ وفي عام 1992، قام كلود نيكولييه (من مواليد 1944) برحلة إلى الفضاء للمرة الأولى بصفته رائد فضاء في ناسا؛ واكتشف ماركوس غريسير (من مواليد 1949) عشرة نيازك في الحزام الرئيسي ومن ثم اكتشف كويكب هيلفيتسيا الصغير في عام 2002؛ ولعبت كاثرين آلتفيغ (من مواليد 1951) دور الريادة في الأبحاث الفضائية السويسرية مع بعثتي «جيوتا» و«روزيتا». 

*ظهر هذا المقال لأول مرة في مجلة ريفو السويسريةرابط خارجي