مهمة JUICE: كشف أسرار أقمار كوكب المشتري الجليدية

يخوض مسبار مستكشف أقمار المشتري الجليدية (JUICE) رحلة طويلة جداً نحو كوكب المشتري. ولن يصل المسبار إلى ملك الكواكب إلا بعد انقضاء هذا العقد.

بمجرد الوصول إلى القمر، ستركز مهمة وكالة الفضاء الأوروبية على أقمار المشتري الجليدية الثلاثة الكبرى: أوروبا، غانيميد، وكاليستو. يمتلك المشتري في الواقع 101 قمراً معروفاً، اعتباراً من مارس 2026، لذا فبينما يقوم مسبار JUICE برسم خريطة المجال المغناطيسي لغانيميد، سيرصد أيضاً أقماراً أخرى.

ورقة بحثية حديثة بعنوان "آيو والأقمار الصغيرة التابعة لكوكب المشتري – آفاق مشروع JUICE¹نُشرت دراسة في مجلة "مراجعات علوم الفضاء" من قِبل باحثين من المركز الألماني لأبحاث الفضاء (DLR)، تُفصّل كيف يمكن للمركبة الفضائية جمع بيانات رصدية قيّمة عن قمري آيو والمشتري الأقل شهرة، على الرغم من عدم استهدافها بشكل مباشر. وتُبيّن الدراسة فرصًا لدراسة النشاط البركاني، والتغيرات السطحية، وبيئات الغبار من خلال التصوير عن بُعد والتحليق بالقرب من القمر.

لفهم سبب أهمية هذه الملاحظات، نحتاج إلى دراسة البيئة القاسية لكوكب المشتري والأقمار التي سيدرسها مشروع JUICE.

مجلة JUICE: توسيع نطاق العلوم لتتجاوز أهدافها الأساسية

القوة المهيمنة على النظام الشمسي والمهندس الكوني

يُعتقد أن كوكب المشتري هو أول كوكب تشكل في النظام الشمسي، وهو خامس كوكب من الشمس. ويُطلق عليه غالبًا لقب "ملك الكواكب"، وقد تشكل من الغبار والغازات المتبقية من تكوين الشمس.

يبلغ نصف قطر كوكب المشتري 69,911 كيلومترًا (43,440.7 ميلًا)، مما يجعله أكبر كواكب المجموعة الشمسية. في الواقع، يتميز المشتري بحجمه الهائل الذي يسمح باحتواء ما يقارب ألف كوكب بحجم الأرض داخله لو كان مجوفًا. كما يتميز بأقصر يوم في المجموعة الشمسية، إذ يستغرق 9.9 ساعات فقط لإكمال دورة واحدة حول محوره. ولكن نظرًا لدورانه شبه العمودي، لا يشهد المشتري فصولًا متطرفة كما هو الحال في الكواكب الأخرى.

أما بالنسبة لخطوطها المميزة، فتُسمى الأشرطة البرتقالية الداكنة بالأحزمة، بينما تُسمى الأشرطة الفاتحة بالمناطق، وهي تتدفق في اتجاهين متعاكسين. هذه الخطوط عبارة عن سحب باردة وملونة وعاصفة من الأمونيا والماء تطفو في جو من الهيدروجين والهيليوم.

يتكون كوكب المشتري في معظمه من غازات وسوائل متدفقة، دون سطح حقيقي. مع ذلك، يوجد الهيدروجين في أعماق الكوكب في حالة سائلة، مشكلاً ما يُمكن اعتباره أكبر "محيط" في المجموعة الشمسية. ويعتقد العلماء أن هذا السائل، الواقع في منتصف المسافة إلى مركزه، موصل للكهرباء بفعل الضغط، وأن دوران الكوكب السريع والتيارات الكهربائية الداخلية تولد مجتمعةً مجاله المغناطيسي القوي.

يعمل هذا المجال المغناطيسي القوي على تسريع الجسيمات المشحونة في محيط كوكب المشتري ويخلق إشعاعًا مكثفًا يؤدي حتى إلى تدهور إلكترونيات المركبات الفضائية بسرعة.

على الرغم من بيئة الإشعاع الشديدة هذه، التي تجعل كوكب المشتري نفسه غير صالح للحياة، إلا أن العديد من أقماره قد توفر ظروفًا ملائمة للحياة. يمتلك الكوكب أربعة أقمار كبيرة: آيو، وأوروبا، وجانيميد، وكاليستو، والمعروفة بالأقمار الجاليلية، بالإضافة إلى العديد من الأقمار الأصغر، مما يشكل ما يشبه نظامًا شمسيًا مصغرًا.

من بين الأقمار الكبيرة، يُعد غانيميد الأكبر في المجموعة الشمسية، حتى أنه أكبر من كوكب عطارد، بينما يُعتبر آيو أكثر الأجرام نشاطًا بركانيًا. في الوقت نفسه، تشير بعض الفوهات الصغيرة على كاليستو إلى وجود نشاط سطحي حالي. ثم هناك أوروبا، التي تحتوي على محيط مائي تحت قشرتها المتجمدة.

وللتحقيق في هذه الأسئلة بمزيد من التفصيل، أطلقت وكالة الفضاء الأوروبية مستكشف أقمار كوكب المشتري الجليدية (JUICE).

رحلة بحث متعددة السنوات لاكتشاف عوالم صالحة للسكن حول كوكب المشتري

تم إطلاق أول عملية رئيسية في برنامج ESA Cosmic Visions 2015-2025 بنجاح في أبريل 2023 من ميناء الفضاء الأوروبي في غويانا الفرنسية.

JUICE هي مركبة فضائية تدور في مدار واحد بدون مركبة هبوط ولكنها مزودة بـ 10 أدوات علمية، بما في ذلك الكاميرات وأجهزة الاستشعار والرادار ومقاييس المغناطيسية، لتحليل الأقمار وإمكانية وجود حياة عليها.

لحماية أجهزة المركبة الفضائية من بيئة كوكب المشتري القاسية، زُوِّدت مركبة JUICE بدروع إشعاعية متطورة. كما زُوِّدت بألواح شمسية ضخمة لتوليد الكهرباء اللازمة لتشغيل المركبة.

نظراً لبُعد كوكب المشتري عن الشمس (أكثر من خمسة أضعاف بُعد الأرض)، تتلقى المركبة الفضائية إشعاعاً شمسياً أقل بكثير. ولتوليد طاقة كافية، يستخدم العلماء ألواحاً تصل مساحتها إلى 914 قدماً مربعاً. كل جناح منها مصمم على شكل صليب، ويجب أن يعمل في درجات حرارة منخفضة في بيئة ذات إشعاع عالٍ.

بمجرد وصول مركبة JUICE إلى الكوكب الغازي العملاق في يوليو 2031، سيستغرق الأمر ثلاث سنوات أخرى قبل أن تنتقل إلى مدار غانيميد في ديسمبر 2034.

هذا يجعل مهمة JUICE خطوة حاسمة نحو تحسين فهمنا لنظام كوكب المشتري، الذي يقع على بعد حوالي 750 مليون كيلومتر من الأرض في المتوسط. وبمجرد دخولها المدار، ستصبح JUICE المركبة الفضائية الثالثة التي تدرس كوكب المشتري من مداره.

كانت أولى هذه الاكتشافات مسبار غاليليو، الذي درس كوكب المشتري بين عامي 1995 و2003، ووجد أدلة على احتمال وجود محيطات من الماء السائل تحت القشور الجليدية لثلاثة من أقماره الأربعة الرئيسية. وبالإضافة إلى اكتشاف عواصف في غلاف المشتري الجوي قد تكون أكبر من عواصف الأرض، كشفت المهمة أن قمر غانيميد يمتلك مجالًا مغناطيسيًا خاصًا به، مما يجعله القمر الوحيد المعروف الذي يمتلك مجالًا مغناطيسيًا.

أما المهمة الثانية فكانت جونو، التي تدور حول الكوكب الغازي العملاق منذ عام 2016. وقد وجدت هذه المهمة أن طبقة الطقس الجوي لكوكب المشتري تمتد إلى ما وراء السحب المرئية وقد تحتوي على نواة من المعادن الثقيلة المخففة.

على الرغم من نجاح هذه المهمات بشكل كبير، إلا أنها لم تكشف إلا عن قمة جبل الجليد، ولا تزال العديد من الأسئلة حول كوكب المشتري وأقماره بلا إجابة.

صُممت مركبة JUICE لتوسيع نطاق هذه الاكتشافات من خلال دراسة بنية وتكوين وقابلية سكن أقمار المشتري الجليدية بشكل مباشر. وقد أجرت JUICE بالفعل أول تحليق لها بالقرب من الأرض في أغسطس 2024.

بعد وصولها، ستقضي المركبة الفضائية ثلاث سنوات في مدار حول كوكب المشتري، وستحلق بالقرب من أقماره الثلاثة قبل أن تدخل مدار غانيميد. وبحلول ذلك الوقت، ستكون مهمة يوروبا كليبر التابعة لناسا قد وصلت بالفعل. أُطلقت يوروبا كليبر قبل عام من مهمة جوس، وستصل إلى المشتري قبل مهمة وكالة الفضاء الأوروبية بقليل.

على عكس مهمة JUICE، التي تركز على غانيميد وكاليستو الأقل استكشافًا، ستقوم مركبة Europa Clipper الفضائية بغطسات منتظمة على قمر أوروبا النابض بالحياة. وستحلل مدى صلاحية أصغر أقمار جاليليو الأربعة التابعة لكوكب المشتري للحياة، والذي يتميز بسطح مغطى بالجليد مع وجود أدلة قوية على وجود محيط مالح تحت سطحه يحتوي على ضعف كمية المياه الموجودة في محيطات الأرض.

سيقوم مسبار JUICE أيضاً بالتحليق مرتين بالقرب من أوروبا. ولكن الأهم من ذلك، أنه سيقوم بالتحليق 21 مرة بالقرب من كاليستو، ثاني أكبر أقمار كوكب المشتري الأربعة الرئيسية وأبعدها. سيقترب المسبار من سطحه لمسافة تصل إلى 120 ميلاً، مما سيساعد في الكشف عما إذا كان كاليستو يمتلك محيطاً تحت سطحه.

وقد قدمت الملاحظات التي أجرتها التلسكوبات الأرضية وتلسكوب هابل الفضائي بالفعل المزيد من الأدلة على وجود محيطات من المياه السائلة على غانيميد وأوروبا، بل وتم اكتشاف بخار الماء في غلافهما الجوي.

بعد القيام بـ 12 تحليقًا بالقرب من غانيميد، سيدخل JUICE مدار غانيميد، الذي يقع بين مداري كاليستو وأوروبا.

فرصة بعيدة من JUICE لمراقبة النشاط البركاني العنيف على قمر آيو

إيو هو قمر بحجم كوكب تابع لكوكب المشتري، وقد تم اكتشافه لأول مرة في عام 1610، إلى جانب الأقمار الثلاثة الأخرى، بواسطة جاليليو جاليلي.

من بين أقمار المشتري الأربعة الكبيرة، يُعدّ آيو الأقرب إلى الشمس، ورغم أنه ثاني أصغرها حجماً، إلا أنه لا يزال أكبر قليلاً من قمرنا. ومن بين جميع الأقمار الطبيعية، يتمتع آيو بأقوى جاذبية سطحية.

على الرغم من أن قطر قمر آيو ومسافته عن سطح كوكب المشتري المركزي يُقاربان قيم قمر الأرض، إلا أن سرعته المدارية أسرع بـ 17 مرة، وفترة دورانه أقصر بـ 15.5 مرة، وذلك بسبب جاذبية المشتري الأقوى بكثير. ولأن مستوى مدار آيو يقع تقريبًا في مستوى خط استواء المشتري، فإنه يشهد كسوفًا للشمس.

لهذه الديناميكيات المدارية المتطرفة آثار مباشرة على باطن قمر آيو. ما يجعل آيو مثيرًا للاهتمام حقًا هو كونه أكثر الأجرام نشاطًا جيولوجيًا في نظامنا الشمسي. يوجد على آيو أكثر من 400 بركان نشط تُعيد تشكيل سطحه باستمرار. ويعود هذا النشاط الجيولوجي المكثف إلى التسخين المدّي الناتج عن الاحتكاك داخله، حيث يجذبه كوكب المشتري وأوروبا وجانيميد.

تقوم هذه البراكين النشطة بقذف المواد الصهارية في الاتجاهين الأفقي والرأسي، مما يمنح قمر آيو مظهراً ملوناً.

على الرغم من هذا النشاط المكثف، فإن قمر آيو ليس هدفًا رئيسيًا لمهمة JUICE. ومع ذلك، ستواصل JUICE مراقبة البراكين عن بُعد، لا سيما في المناطق القطبية، التي يصعب رصدها من الأرض.

كما أشارت الدراسة الأخيرة، تشمل أهداف مهمة JUICE في قمر آيو تحديد تركيبة سطح القمر، ورصد النشاط البركاني والبلازمي، بالإضافة إلى الانبعاثات الراديوية من 1 كيلوهرتز إلى 45 ميجاهرتز في بيئته. وستقوم المهمة أيضاً برصد آيو بدقة مكانية تبلغ 200 كيلومتر، وحلقة البلازما بدقة 2000 كيلومتر.

على الرغم من هذه المسافة، ستظل المركبة الفضائية تتعقب أكبر قدر ممكن من المعلومات حول قمر آيو.

لرصد هذه الظواهر، يعتمد مسبار JUICE على مجموعة من الأجهزة المتخصصة. ستراقب كاميرا JANUS، التي تُعدّ بمثابة "عين" المهمة، التغيرات السطحية لقمر آيو بدقة تتراوح بين 6 و12 كيلومترًا لكل بكسل، وستوفر صورًا متعددة الأطياف عالية الدقة لأقمار المشتري. كما سترصد سحابة الصوديوم المحيطة بآيو، والشفق القطبي، والتفاعلات مع الغلاف المغناطيسي للمشتري.

علاوة على ذلك، ستراقب الكاميرا النقاط الساخنة والأعمدة الدخانية التي ربما فاتتها مهمات أخرى مثل جونو، التي رصدتها مؤخراً شهدنا أكبر ثوران بركاني تم تسجيله على الإطلاق على سطح قمر آيو. وقد أطلق الانفجار 80 تريليون واط من الطاقة.

مؤخراً، ولأول مرة، تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST) كما تم رصد الكبريت في الغلاف الجوي لقمر آيو، مما يوفر طريقة لتتبع كيفية هروب الغازات البركانية إلى الغلاف المغناطيسي الهائل لكوكب المشتري.

سيقوم جهاز MAJIS، وهو مطياف تصوير الأقمار والمشتري، برصد Io على نطاقات مكانية تتراوح بين 60-100 كم/بكسل وسيكون قادرًا على تحديد أنواع مثل SO، وغاز SO2، وجليد SO2، وS2، وNaCl، وKCl، والأملاح الحاملة للحديد، وFeS2، والسيليكات، أو كبريتيدات الحديد.

سيقوم مطياف التصوير بالأشعة فوق البنفسجية (UVS) التابع لمسبار JUICE بتحليل وفصل الأشعة فوق البنفسجية المنعكسة من كوكب المشتري وأقماره، كما سيرصد الشفق القطبي وانبعاثات ثاني أكسيد الكبريت. وقد وفرت وكالة ناسا هذا الجهاز خصيصاً لمهمة JUICE.

في غضون ذلك، ستتتبع حزمة بيئة الجسيمات (PEP) حلقة البلازما على قمر آيو، وهي حلقة على شكل كعكة من الغاز المتأين تتغذى من انبعاثات البراكين. تحتوي حزمة بيئة الجسيمات على أجهزة استشعار لتحديد بيئة البلازما على كوكب المشتري.

لقد شكل فريق المهمة في وكالة الفضاء الأوروبية لجنة مشتركة مع وكالة ناسا لتنسيق عمليات رصد حلقة البلازما على قمر آيو.

إلى جانب قمر آيو نفسه، يتيح مشروع JUICE فرصة لدراسة الأقمار الداخلية الأصغر لكوكب المشتري. توجد أربعة أقمار صغيرة للمشتري، هي أمالثيا، وثيبي، وميتيس، وأدراستيا، داخل مدار آيو. تدور هذه الأقمار الداخلية الصغيرة حول المشتري في مساحة ضيقة جدًا بين مدار آيو وقمم سحب الكوكب. ونظرًا لصغر حجمها وأشكالها غير الكروية، تُعرف أيضًا بالأقمار الصغيرة.

تحتضن هذه الأقمار، التي تعيش في أعماق حزام الإشعاع لكوكب المشتري، أسرارها العلمية الخاصة.

على سبيل المثال، تتميز أمالثيا بكثافة منخفضة على الرغم من قربها من "ملك الكواكب". وهذا يشير إلى أن أمالثيا قد تكون مسامية للغاية أو تحتوي على الكثير من جليد الماء.

قد نحصل على فهم أفضل لهذه الألغاز وتكوين هذه الأقمار الصغيرة من خلال الصور الطيفية التفصيلية التي التقطها مسبار JUICE.

تقع العديد من أقمار المشتري على مسافة أبعد من الأهداف العلمية لمهمة JUICE، إذ تدور حول الكوكب خارج مدار كاليستو. لكن من الممكن أن تحظى أقمار مثل هيماليا، أكبر قمر غير منتظم على كوكب المشتري، وكاليشور ببعض الاهتمام من المهمة. حاليًا، لا توجد خطط لتحليق قريب من هذه الأجرام، باستثناء كاليشور JXLIV، الذي يخضع للدراسة. ستقترب المركبة الفضائية من كاليشور لمسافة مليون كيلومتر فقط، ومن ثيبي حوالي 450,000 ألف كيلومتر، ومن آيو 400,000 ألف كيلومتر.

ستقترب مهمة JUICE من كوكب المشتري وتدور حوله على مدى أربع سنوات من يناير 2031 إلى أواخر عام 2034. وبفضل قربها من أقمار المشتري، ومنظورها الفريد للمشاهدة، ووقت الرصد، "ستلعب JUICE دورًا رئيسيًا في أوائل ثلاثينيات القرن الحالي في رصد قمر Io، وهو القمر الداخلي الصغير للمشتري، والأجرام غير المنتظمة التابعة له"، كما جاء في الدراسة، مضيفةً أن "مجموعة البيانات المتوقعة من المرجح أن تظل فريدة من نوعها لفترة طويلة قادمة".

الاستثمار في استكشاف الفضاء

على الرغم من أن مشروع JUICE تقوده وكالة الفضاء الأوروبية (ESA) ويتم بناؤه بشكل أساسي بواسطة شركة إيرباص، إلا أن وكالة ناسا والمؤسسات الأمريكية ساهمت بأجهزة وأنظمة فرعية رئيسية، بما في ذلك إلكترونيات الرادار ومكونات الأجهزة ومطياف الأشعة فوق البنفسجية (UVS).

للمستثمرين الذين يسعون إلى الاستثمار في استكشاف الفضاء، شركة نورثروب جرومان (NOC -1.88٪) تتميز الشركة بانخراطها العميق في أنظمة الأقمار الصناعية والمكونات المتقدمة وتقنيات الحمولات العلمية. كما أن خبرتها في أجهزة الاستشعار والإلكترونيات والبنية التحتية للفضاء السحيق تجعلها لاعباً رئيسياً في جهود استكشاف الفضاء بين الكواكب.

شركة نورثروب غرومان كانت في الواقع المقاول الرئيسي لتلسكوب جيمس ويب الفضائي التابع لناسا، حيث قادت تصميم وبناء ودمج المرصد.

تعمل الشركة العالمية المتخصصة في تكنولوجيا الفضاء والدفاع من خلال عدد قليل من القطاعات الرئيسية، بما في ذلك أنظمة الطيران، وأنظمة الفضاء، وأنظمة المهام، وأنظمة الدفاع.

وانعكاساً لهذا الوضع السوقي، حققت أسهم شركة النفط الوطنية (NOC) عوائد قوية على مدى العقدين الماضيين. وحتى وقت كتابة هذا التقرير، يتم تداول أسهم الشركة بسعر 680 دولاراً، بزيادة قدرها 20% منذ بداية العام و38% خلال العام الماضي.

من الناحية المالية، حققت الشركة أداءً قويًا أيضًا. تبلغ القيمة السوقية لشركة نورثروب غرومان 96.5 مليار دولار، ويبلغ ربح السهم (خلال آخر 12 شهرًا) 29.08، ونسبة السعر إلى الأرباح (خلال آخر 12 شهرًا) 23.38. وتدفع الشركة عائد توزيعات أرباح بنسبة 1.36%.

أما فيما يتعلق بوضعها المالي، فقد أعلنت الشركة عن زيادة بنسبة 10% في مبيعات الربع الرابع من عام 2025 لتصل إلى 11.7 مليار دولار. وبلغت مبيعات العام 42 مليار دولار، بزيادة قدرها 2%. في حين بلغ صافي الأرباح 1.4 مليار دولار، أو 9.99 دولار للسهم المخفف، للربع الرابع من عام 2025، و4.2 مليار دولار، أو 29.08 دولار للسهم المخفف، للعام بأكمله.

لقد حققنا نتائج باهرة في عام 2025 بفضل الأداء القوي والتركيز الدقيق على أهم أولويات عملائنا وشركائنا. إن استثماراتنا في استباق متطلبات عملائنا وقدرتنا على تقديم تكنولوجيا متميزة بسرعة وعلى نطاق واسع تضعنا في موقع جيد لمواصلة تلبية احتياجات وطننا وشركائنا حول العالم.

- الرئيسة التنفيذية كاثي واردن

بلغ التدفق النقدي التشغيلي 4.8 مليار دولار العام الماضي، بينما بلغ التدفق النقدي الحر 3.3 مليار دولار. ونما حجم الطلبات المتراكمة إلى مستوى قياسي بلغ 95.7 مليار دولار، وهو ما قال واردن إنه "يدعم توقعاتنا لعام 2026 بتحقيق نمو في المبيعات بنسبة متوسطة أحادية الرقم، ونحن على ثقة من قدرتنا على مواصلة الأداء القوي".

آخر أخبار وتطورات أسهم شركة نورثروب غرومان (NOC)

خاتمة

تمثل مهمة JUICE المحاولة الأكثر مباشرة للبشرية للإجابة على سؤال جوهري: هل نحن وحدنا في الكون؟ بحلول منتصف ثلاثينيات القرن الحالي، عندما تدخل JUICE مدار غانيميد، قد نحصل على إجابات قاطعة حول المحيطات الجوفية على أقمار متعددة، واحتياطيات هائلة من المياه السائلة، والظروف الكيميائية اللازمة للحياة الميكروبية. لن تقتصر البيانات التي ستجمعها JUICE على إعادة تشكيل فهمنا للأنظمة الكوكبية فحسب، بل قد تعيد تعريف مفهومنا للفضاء الصالح للسكن في الكون.

انقر هنا للاطلاع على قائمة بأفضل خمسة أماكن قد توجد فيها حياة فضائية في النظام الشمسي.

مراجع حسابات

^{1. Denk, T., Williams, DA, Tosi, F., Bell III, JF, Mottola, S., de Pater, I., Lainey, V., Molyneux, P., Matz, K.-D., Hartogh, P., Lopes, RM, Solomonidou, A., Thomas, PC, Huybrighs, HLF, Gurvits, LI, Mura, A., Retherford, KD، Rezac، L.، Roatsch، T.، Roth، L.، Haslebacher، N.، Tubiana، C.، Lucchetti، A.، Langevin، Y.، Poulet، F.، Lellouch، E.، T suchiya، F.، Vallat، C.، Van Hoolst، T.، Vorburger، A.، Wurz، P.، D'Aversa، E.، Gladstone، R.، جريتهاوس، تي، شنايدر، N.، Zambon، F.، Altobelli، N.، Palumbo، P.، Portyankina، G.، Aharonson، O.، Bruzzone، L.، Carter، J.، Cecconi، B.، Cooper، N.، Costa Sitjà، M.، Escalante López، A.، Futaana، Y.، Mazzotta Epifani، E.، Migliorini، A.، Moore، WB، مورينو، آر، موراي، سي، بيناسا، إل.، بيتشيوني، جي، شميدت، جيه، والوند، جيه-إي. & Witasse، O. Io وأقمار جوفيان الصغرى – آفاق العصير. مراجعات علوم الفضاء 222، 27 (2026). https://doi.org/10.1007/s11214-025-01263-6}