“تفتح رسالة البريد الإلكتروني هذه على الفور”، كما يقول نيبور. “تقرأها، ثم ترد قائلة: “شكرًا لك على المشاركة”، ثم تدفن وجهك في الوسادة وتصرخ من الرعب”.
كانت المسألة التي دفعت نيبور إلى القلق تتعلق بمركبة يوروبا كليبر، إحدى أهم مهمات ناسا العلمية. وقد أنشأ قسم العلوم في الوكالة عملية “القصة الأولى” لتشجيع أعضاء فريق المشروع العلمي على توصيل الأخبار السيئة المحتملة دون خوف من رد فعل مبالغ فيه من جانب القيادة.
بدا هذا الخبر سيئًا للغاية. وإذا كان ما قرأه نيبور صحيحًا، فإن سفينة يوروبا كليبر قد تم طهيها.
أنفقت وكالة ناسا أكثر من 5 مليارات دولار على المسبار الكوكبي. وهو أكبر مسبار تم بناؤه على الإطلاق – بحجم ملعب كرة السلة مع ألواحه الشمسية الممتدة. وتتمثل مهمة المهمة في مساعدة العلماء على الأرض في تحديد قابلية أوروبا للسكن، وهو قمر المشتري المغطى بقشرة سميكة من الجليد، والذي يتدفق تحته محيط دافئ يحتوي على ضعف كمية المياه المالحة الموجودة على الأرض. ويعتقد العلماء أنه يحتوي على جميع المكونات الكيميائية اللازمة لنشوء حياة فضائية.
في أواخر شهر مايو/أيار، كان من المقرر شحن المركبة الفضائية يوروبا كليبر إلى فلوريدا للاستعداد لفرصة إطلاقها في أكتوبر/تشرين الأول. وإذا فاتت فرصة الإطلاق، فسوف يواجه العلماء انتظارًا طويلًا لإطلاق مركبة أخرى ــ إذا كان من الممكن حل المشكلة.
في وكالة ناسا ومختبرات الأبحاث التابعة لها، سرعان ما وجدت الفرق أن الصيف يهيمن عليه سؤال مرعب: هل كان مصير مركبة يوروبا كليبر الفشل؟
وفي الثاني من مايو/أيار، أوضح جوردان إيفانز، مدير مشروع أوروبا كليبر في مختبر الدفع النفاث التابع لوكالة ناسا في باسادينا بولاية كاليفورنيا، الوضع لروبرت بابالاردو، قائد العلوم في المهمة.
كان أحد الأشخاص خارج وكالة ناسا قد اكتشف أن أحد أنواع الترانزستورات المصممة للبقاء في البيئات المشعة قد فشل. وقد استخدمت مركبة يوروبا كليبر الترانزستورات على نطاق واسع.
“كم عدد الذين نستخدمهم؟” سأل بابالاردو.
لم يكن إيفانز يعلم ذلك على وجه اليقين.
إن الأجزاء السوداء التي لا يزيد حجمها عن ممحاة قلم الرصاص، والتي تسمى ترانزستورات تأثير المجال المصنوعة من أشباه الموصلات المعدنية والأكسيدية، عبارة عن مفاتيح تشغيل وإيقاف بسيطة موجودة على لوحات الدوائر الإلكترونية، مما يسمح بتدفق الكهرباء. ولم يكن أحد يعرف مكانها على وجه التحديد على متن المركبة الفضائية أو ما إذا كانت ترانزستورات تأثير المجال المستخدمة في المشروع قد تأثرت أم لا.
لكنهم كانوا يعلمون أن الترانزستورات تتحكم تقريبًا بكل نظام حيوي وأداة علمية على متن الطائرة.
وقال جيفري أوتمان، كبير مهندسي رحلات الفضاء المدنية في مختبر الفيزياء التطبيقية بجامعة جونز هوبكنز في ماريلاند: “تُستخدم الأجزاء في كل مكان”.
وبدون القدرة على تحمل الإشعاع الشديد، لما كان من الممكن أن توجد مركبة يوروبا كليبر. فالظروف المحيطة بالقمر قاسية، ويمكن مقارنتها بعواقب الحرب النووية. والبقاء على قيد الحياة في تلك البيئة كان الدافع وراء تصميم المركبة الفضائية ومسار رحلتها المعقد حول كوكب المشتري. وعلى مدار أربع سنوات، مرت المركبة الفضائية بأوروبا 49 مرة، وغرقت لفترة وجيزة في الإشعاع الذي تسببه أجهزة الكمبيوتر، واقتربت من سطح القمر لمسافة 16 ميلاً فقط.
وقال أوتمان إنه إذا بدأت الترانزستورات MOSFET في الفشل، فإن “الفكرة المباشرة التي تتبادر إلى الذهن هي مركبة فضائية مظلمة”.
وفي اليوم التالي، شكل إيفانز “فريقًا من النمور” من المتخصصين من مختبره ومختبر أوتمان، بالإضافة إلى مركز جودارد لرحلات الفضاء، للعمل على حل المشكلة.
قاد سورين مادسن، الذي عمل لمدة 34 عامًا في مختبر الدفع النفاث، فريق النمر، الذي كان عليه أولاً التأكد من أن المشكلة حقيقية.
وفي نهاية الأسبوع، قاما بتعريض ترانزستور MOSFET احتياطي لحزمة من الإلكترونات عالية السرعة. وقد فشل الترانزستور، وبحلول يوم الاثنين، أدرك هو وإيفانز أن المهمة في ورطة.
كان تحديد عدد الترانزستورات المعدنية في المركبة الفضائية أشبه بمعرفة عدد المسامير المستخدمة في بناء منزل. في البداية، قدر فريق النمر أن عدد المسامير في المركبة الفضائية يبلغ نحو 900 مسمار. وبعد أسبوعين، أصبح العدد نحو 1500. وقد يكلف استبدالها جميعاً ما يصل إلى مليار دولار ــ وهو مبلغ قد لا يمنحه الكونجرس لوكالة ناسا ــ وقد يستغرق الأمر سنوات.
والأسوأ من ذلك، أن فريق النمر أفاد بأن الترانزستورات MOSFET ليست معرضة للإشعاع فحسب، بل إن المركبة الفضائية لا تحتوي على ترانزستور MOSFET واحد عالمي. فهناك أنواع وعائلات مختلفة من الترانزستورات. وقال مادسن إن ما يزيد الأمور تعقيدًا هو أن الأجزاء التي تم تصنيعها في أوقات مختلفة قد لا “تؤدي وتتصرف بنفس الطريقة”.
كان أوتمان أحد أعضاء فريق النمر المكلف بتتبع واختبار عينات من كل نوع من الترانزستورات MOSFET التي تم بناؤها في Europa Clipper. تلقى المكالمة أثناء اصطحاب ابنته من الكلية.
وقال “انتهى بي الأمر بقضاء نصف ساعة على الهاتف أتحدث عن هذه المشكلة بينما لم يتم تحميل الأشياء في السيارة”.
اعتادت عائلته على غيابه في ذلك الصيف.
وقال “كنا نعلم أننا سنضطر إلى التخلي عن الليل، وعطلات نهاية الأسبوع، والصباحات المبكرة، وكل ذلك”.
وبينما كان فريق مادسن يعمل على حل المشكلة، قام إيفانز بتعيين فريق تخفيف ثانٍ للتوصل إلى حلول تقنية.
وقال جو ستيهلي، زعيم المجموعة: “في البداية، كنت أشعر بنوع من التجمد”.
لم يكن بوسعه أن يتخيل مخرجاً في هذه المرحلة المتأخرة من اللعبة. ولكن في نهاية المطاف، أدرك فريقه أن الأجزاء التي تتأثر بالإشعاع مثل هذه “ستشفى من تلقاء نفسها إلى حد ما”.
تُعرف هذه العملية باسم التلدين. يسمح تسخين الترانزستور لذراته بإعادة ترتيبها وتوزيعها في حالة مستعادة. لا تعمل هذه العملية إلى ما لا نهاية، لكن يوروبا كليبر لا يجب أن تدوم إلى الأبد – فقط أربع سنوات من مهمتها المقررة. يمكن لفريقه ابتكار استراتيجيات لعلاج كل نوع من أنواع MOSFET على المركبة الفضائية.
كما عمل ستيهلي مع بابالاردو لإعادة النظر في الطرق التي أجرت بها البعثة تجاربها.
كانت بعض المقترحات بسيطة، مثل إيقاف تشغيل بعض الأجهزة أثناء بعض التحليقات فوق أوروبا، وذلك لحماية ترانزستوراتها من الضرر الإشعاعي. وكانت مقترحات أخرى أكثر تعقيداً، وتتضمن قياسات أساسية أقل دقة، تم تنفيذها في الجولات الأولى من التحليقات العديدة للمهمة.
ومع كل ذلك، بالإضافة إلى عملية التلدين، شعر بابالاردو وكأن استراتيجية “الجولة المضغوطة” المعقولة قد بدأت في الظهور. ومع ذلك، فقد قاوم هو ونيبور إطلاق المهمة إذا لم تتمكن من الإجابة على الأسئلة العلمية الرئيسية حول أوروبا.
ثم في السادس والعشرين من يوليو/تموز، قدم ممثلون من مختبر الدفع النفاث وفريق النمر وفريق التخفيف لمقر وكالة ناسا أحدث النتائج التي توصلوا إليها. ورغم أن الفرق شعرت بأنها قطعت خطوات كبيرة، إلا أن الرسم البياني الملون الذي يصور التقدم الذي أحرزته أزعج بعض مسؤولي وكالة ناسا. فقد كان هناك عدد قليل من الخلايا الخضراء، ولكنها كانت في الغالب عبارة عن ورقة قاتمة من اللونين الأصفر والأحمر.
قالت جوان إيرفين، مهندسة أنظمة فريق النمر في مختبر الدفع النفاث: “لم تكن هذه التقييمات نهائية، لقد قلنا فقط: هذا هو المكان الذي وصلنا إليه اليوم”.
وقد استغرقت بعض اختبارات الإشعاع أسابيع ولم تكتمل بعد، وقد لا تحمل أخبارًا سارة. وقالت: “أردنا إعداد الجميع”.
وعلاوة على ذلك، ظلت بعض الترانزستورات المعدنية غير معروفة، وخاصة تلك المستخدمة في الإلكترونيات التي تصنعها شركات المقاولات الفرعية الأجنبية. وبدون معرفة كيفية أداء هذه الرقائق المفقودة، فإن تنفيذ كل استراتيجية للتخفيف من حدة المشكلة لن يكون كافياً.
وقال إيفانز “لقد وصلنا إلى الأجزاء الأربعة الأخيرة”.
ولكن بعد أيام من الاجتماع، عثر أحد المقاولين الأوروبيين على مجموعة من العينات الهندسية القديمة. وتلقى مختبر الفيزياء التطبيقية الأجزاء النهائية من ألمانيا عن طريق شركة FedEx.
“وعندما حصلنا عليهم، كان الضغط شديدًا لإخضاعهم للاختبارات على الفور”، كما قال أوتمان.
في باسادينا، كان ستيلي يتبادل الأفكار مع إيفانز عندما دخل جيف سرينيفاسان، مدير نظام الطيران، إلى المكتب. وكانت لديه فكرة.
أثناء طيران المركبة الفضائية، لن يكون هناك أي وسيلة لمهندسي المهمة لمعرفة كيفية عمل الترانزستورات MOSFETs. وفي يوم من الأيام، سوف تفشل ببساطة.
اقترح سرينيفيسان حلاً: ماذا لو أخذوا عينات من كل نوع من أنواع الترانزستورات MOSFET، ووضعوها في دوائر خاصة ثم قاموا بتركيب الحزمة بأكملها في صندوق يمكنهم تثبيته بالمركبة الفضائية؟ يمكن أن يرسل هذا الصندوق بيانات الصحة إلى الأرض طوال المهمة.
سيكون الأمر أشبه بطائر الكناري في منجم الفحم. فبينما كانت مركبة يوروبا كليبر في كوكب المشتري، إذا ضعف نوع معين من الترانزستورات أو فشل في الصندوق، فسوف يعرف الفريق كيفية إعادة تسخين هذا النوع من الترانزستور في جميع أنحاء المركبة الفضائية أو استخدام استراتيجية أخرى للحفاظ على استمرار المهمة.
قال ستيهلي: “كانت واحدة من تلك اللحظات المجنونة التي قد تنجح”.
أطلقوا عليه اسم صندوق الكناري.
ولكن كان يتعين على فريق سرينيفاسان أن يبنيه خلال أسابيع بدلاً من سنوات، وكتابة برمجياته، ثم دمجه بالكامل مع المركبة الفضائية، التي تم شحنها بالفعل إلى مركز كينيدي للفضاء في فلوريدا.
في السابع والعشرين من أغسطس/آب، قامت الفرق بتحديث تقدمهم إلى كبار قادة ناسا، بما في ذلك بام ميلروي، نائبة المدير، وجيم فري، المدير المساعد. وهذه المرة، كانت الخلايا على مخطط إيرفين باللون الأخضر من الأعلى إلى الأسفل.
وقد وجد بعض الحضور، بما في ذلك نيبور، هذا الأمر مثيرا للريبة.
لقد اعتقد أن مقدمي البرنامج ربما كانوا مستسلمين لـ”حمى الإطلاق”، أو الرغبة في الطيران بأي ثمن. لم يكن هو الوحيد الذي شعر بذلك. فقبل شهر واحد، بدا الأمر وكأن المهمة قد انتهت. فكيف تمكنوا من تحقيق هذا القدر من التقدم في ثلاثين يومًا؟
لقد شرحت إرفين الحالة، وأوضحت كل ما حدث في كل تقييم على حدة، وبررت كل تغيير. لقد قاموا باختبار كل نوع من أنواع MOSFET في المركبة الفضائية.
وقال إيرفين “كنا منهجيين، وصارمين، وكنا واثقين من نتائجنا”.
وخاصة مع التلدين، كان الطيران آمنًا بدون أي تغييرات على الخطة العلمية. ولكن حتى لو وصلوا إلى كوكب المشتري واكتشفوا مفاجآت إشعاعية غير سارة، فإن صندوق الكناري، المثبت الآن على المركبة الفضائية، سينقل التحذيرات إلى الأرض. كان لديهم الكثير من البيانات والكثير من المرونة في النظام بحيث تم ضمان متطلبات العلوم.
وفي نهاية الاجتماع، أجرت نيكولا فوكس، رئيسة البعثات العلمية، استطلاع رأي بين قادة وكالة ناسا: “اذهبوا” أو “لا”.
صوت المسؤولون التنفيذيون للوكالة واحدا تلو الآخر.
يذهب.
يذهب.
يذهب.
حتى أصبح الأمر بالإجماع في جميع أنحاء الغرفة.
سيتم إطلاق Europa Clipper في 10 أكتوبر.
بعد عقود من الجهود، تم توجيه مراقب قوي إلى كوكب المشتري، قادر على الكشف عما إذا كان محيط أوروبا صالحًا للحياة.
