علماء ألمان يبتكرون جهاز ليزر لحفر جليد أقمار المشتري وزحل

يواجه العلماء منذ سنوات تحديات كبيرة في دراسة المحيطات الخفية الكامنة تحت سطح الأقمار الجليدية مثل "أوروبا" التابع للمشتري و"إنسيلادوس" التابع لزحل، وذلك بسبب حجم واحتياجات الطاقة الهائلة للمثاقب التقليدية المستخدمة في الحفر عبر الجليد السميك.

لكن فريقاً من جامعة درسدن التقنية في ألمانيا طور مثقاباً يعمل بالليزر يمكن أن يغير هذا الواقع، إذ يعتمد على الحد الأدنى من الكتلة والطاقة لحفر قنوات ضيقة وعميقة في الجليد، مما يفتح آفاقاً جديدة لاستكشاف الطبقات تحت السطحية في العوالم الجليدية البعيدة.

فكرة عمل جهاز الليزر

بحسب الدراسة المنشورة في دورية Acta Astronautica، يستخدم المثقاب ليزراً عالي القدرة لتبخير الجليد مباشرة، وهي التقنية الأساسية في عمله،  وبما أن جميع مكوناته تبقى على سطح الجليد، فإن النظام يتجنب الحاجة إلى القضبان المعدنية الطويلة والأسلاك الثقيلة التي تتطلبها أجهزة الحفر التقليدية أو المثاقب الحرارية.

ويقوم الليزر بإنشاء قناة ضيقة عبر تبخير كميات صغيرة من الجليد تدريجياً، لتصعد الغازات الناتجة إلى الأعلى حيث يمكن جمعها وتحليل تركيبها الكيميائي.

وأوضح الباحث الرئيسي مارتن كوسّاك من جامعة درسدن أن النظام "يتيح الوصول العميق والضيق إلى الجليد بكفاءة عالية في استهلاك الطاقة، دون زيادة في كتلة المعدات".

يمتاز هذا المثقاب بعدة مزايا عملية، إذ يستهلك طاقة أقل بكثير من المجسات الحرارية التقليدية لأنه يبخر أجزاء صغيرة فقط من الجليد في كل مرة. كما أظهرت التجارب أن شعاع الليزر يقطع الجليد المغبر بسرعة تفوق الحفر الحراري، مما يسمح بالوصول إلى أعماق أكبر دون استهلاك إضافي للطاقة.

وأشار كوساك إلى أن هذه التقنية "تجعل استكشاف الطبقات الجوفية للأقمار الجليدية أكثر واقعية"، موضحاً أنها قد تتيح مستقبلاً دراسات تفصيلية لأوروبا وإنسيلادوس وحتى المريخ.

وخلال التجارب الميدانية والمخبرية، مثل تلك التي أجريت في جبال الألب والقطب الشمالي، تمكن النموذج الأولي من اختراق أكثر من متر واحد من الجليد، ما يعدّ خطوة أولى واعدة نحو استخدامها في المهمات الفضائية القادمة.