كيف تبدو الأيام والليالي على القمر؟
تنبأ فيلم الخيال العلمي الكلاسيكي (تدمير كل الوحوش – Destroy all monsters) وهو من انتاج استوديوهات توهو اليابانية، بأنّ البشرية ستستعمر القمر بحلول عام 1999. لا حاجة للتوضيح بأن ذلك لم يحدث، ولم يحدث بعد كل تلك الأعوام أيضًا. لكن كانت هناك أحاديث ومجادلات جدية حول بناء بؤرة استيطانية أو مستوطنة دائمة على سطح القمر.
(على سبيل المثال، جادلت مجموعة من الأوراق البحثية العلمية الصادرة عام 2016 إمكانية الانتهاء من إنشاء قاعدة أو مستعمرة قمرية صغيرة بتكلفة تبلغ نحو 10 مليارات دولار في أقرب وقت بحلول عام 2022).
تخيل كيف ستكون حياة المستوطنين على القمر؟ من بين العديد من الأشياء التي يحتاجون اعتيادها هي الليالي الطويلة الباردة التي يمرّ بها قمر. ومع ذلك، ورغم درجات الحرارة المنخفضة والمناخ المتجمد بعض المناطق القمرية ستكون مضاءة ليلًا. لهؤلاء الذين يحلمون باتباع خطى نيل ارمسترونغ، إليكم دليل قصير عن ماهية الليالي والأيام القمرية، ويُقصد باليوم هو النهار على القمر.
يوضح هذا الرسم أطوار القمر المختلفة.
مراحل ووجوه
اعتذارًا إلى فرقة الغناء بينك فلويد-pink floyd فلا يوجد جانبٌ مظلم للقمر، ولكن يوجد جانب للقمر لا يواجه الأرض أبدًا.
يُكمل القمر دورة كاملة حول كوكبنا كل 27.32 يوم (نسبةً إلى النجوم التي نستطيع رؤيتها من كوكبنا). تلك المدة تقريبًا تساوي ما يستغرقه القمر لإكمال دورة واحدة حول محوره. بالنظر إلى تلك المعطيات، نستطيع تفسير سبب إمكانية رؤية وجه واحد من أوجه القمر ونحو 41% من سطح القمر غير مرئي تمامًا لمراقبي النجوم الأرضيين.
ولكن بغض النظر عن مكان وجود القمر في مداره في أيّ لحظة زمنية، فالشمس تُضيء نصفه باستمرار. تُحدد المواقع النسبية للشمس والأرض مراحل أطوار القمر. الآن عند تخيل اصطفاف الأجسام الثلاثة بخط مستقيم. ووقع القمر بين الأرض والشمس، لا يتلقى الجانب القريب من القمر -أيّ جانبه القريب للأرض- أيّ ضوء في ظل هذه الظروف فإنه يبدو مُعتمًا ومُظلمًا عند النظر إليه من الأرض. يُسمى في هذه المرحلة (القمر الجديد أو المحاق).
يطّل ويكتمل البدر عندما يصطف القمر والشمس في جهة مقابلة للأرض. بالاستفادة من ضوء الشمس المستقيم وعدم وجود أي جسيمات معرقلة للضوء، يضيء الجانب القريب من القمر بأكمله في هذه المرحلة من مدار القمر. احتفظ بهذه الحكاية الصغيرة في عقلك، سنتطرق إليها لاحقًا.
رحلة النهار الطويلة نحو الليل
إذا عرّفنا (اليوم) أنه مقدار الوقت الذي تستغرقه الشمس لتلتف عائدةً إلى نفس النقطة في أفق القمر بعد أن يُكمل القمر دورة كاملة جديدة حول الأرض، فإنّ كل يوم قمري يعادل تقريبًا 29.5 يومًا أرضيًا. هذا يعني -في كل مدار- يحصل القمر على ما يزيد قليلًا عن أسبوعين من ضوء النهار متبوعًا بكمية مساوية من الليل. بمعنى آخر، تقريبًا كل بقعة على القمر تشهد أسبوعين من ضوء النهار المستمر يليهما أسبوعان من الظلام المستمر.
يمكن العثور على استثناء مثير للاهتمام لهذه الظاهرة عند القطبين، إذ يميل محور الأرض بمقدار 23.5 درجة، بينما للقمر ميلان محوري أقل حدة بمقدار 1.6 درجة. ولهذا، يكون محور القمر عموديًا تقريبًا على المسار الذي يسلكه ضوء الشمس في أثناء انتقاله من شمسنا إلى القمر.
بالقرب من قطبي القمر، توجد بعض فوهات البراكين العميقة التي لم يشهد قاعها ضوء الشمس منذ أكثر من ملياري عام. تنطبق عليها حرفيًا مقولة «حيث لا تَشرق الشمس».
دون غلاف جوي يحبس ويحافظ على الحرارة، يشهد القمر تقلبات جنونية في درجات الحرارة في أثناء الانتقال من النهار إلى الليل. إذ تصل درجة حرارة سطح القمر في أثناء النهار حينما يكون مُضاءً بأشعة الشمس إلى 127 درجة مئوية (260 درجة فهرنهايت). ولكن في أثناء الليل، عندما يصبح السطح مُظلمًا، تنخفض درجات الحرارة إلى 173- درجة مئوية (280- درجة فهرنهايت).
لحسن الحظ، لم يضطر أيّ رائد فضاء على الإطلاق لمعاناة تلك التقلبات في درجات الحرارة. وَضعت بعثات أبولو التابعة لناسا نيل ارمسترونغ و11 شخصًا آخرين على القمر من عام 1969 إلى عام 1972. هبط كل هؤلاء المستكشفون الشجعان هناك بعد الفجر القمري مباشرة، عندما كان القمر مضاءً، لكن درجة حرارة السطح لم تصل بعد إلى ذروتها الحارقة في منتصف النهار. التوقيت هو أهم شيء في مغامرات رواد الفضاء.
انظر إلى الجانب المضيء
يُعتبر الكون مكانًا لوجهات النظر اللامحدودة. تمامًا كما نلاحظ مراحل تطور القمر من منازلنا وحدائقنا، فإن رائد الفضاء الواقف على الجانب القريب من القمر سيرى مراحل تطور وتضاؤل كوكب الأرض بالضبط كما يحدث للقمر. توازي دورة تطور مراحل اكتمال الأرض هذه المراحل القمرية التي يعرفها الجميع.
على سبيل المثال، إذا ذهب رائد الفضاء القمري الذي ذكرناه للتو لمراقبة النجوم في ليلة اكتمال القمر، فإن كوكبنا الأزرق سيكون تقريبًا مظلمًا بالكامل.
وعلى العكس، عندما تبدو الأرض (مكتملة) فإنها تضيء بقدر كبير الجانب القريب من القمر ليلًا. وبما أنّ ضوء القمر هو ضوء الشمس المنعكس عن سطح القمر. فإنّ كوكبنا يعكس ضوء الشمس بنفس الطريقة وينير ليل القمر. في الواقع، تنير (الأرض المكتملة) سطح القمر أقوى بمقدار 43 إلى 55 مرة من البدر الذي ينير سطح الأرض.
سطوع الأرض هو التسمية التي تُطلق على ضوء الشمس المرتد عن الصحاري، والغيوم، والأغطية الجليدية للكوكب الأزرق. لا تحتاج إلى ارتداء بدلة فضاء -أو إلى شراء تلسكوب- لرؤية هذه الظاهرة، ففي أثناء مرحلة الهلال، تُضاء قطعة من سطح القمر على شكل حرف (C) أو حرف (ر) في العربية بسطوع. ومع ذلك فإن باقي القمر قد يكون مرئيًا نوعًا ما للعين المجردة. أصبحت هذه الرؤية ممكنة باستخدام سطوع الأرض المعروف.
أشعة الشمس المنعكسة عن الأرض تُبقي جانب القمر القريب من الأرض مُشرقًا ومُضيئًا، بغض النظر عما إذا كانت المنطقة في فترة الليل أم النهار. في الواقع، تكون ليالي منطقة القمر التي تنيرها الأرض أكثر إشراقًا من الليل في أي مكان على كوكبنا. (ومع ذلك، فإن الجانب القريب من سطح القمر يصبح أكثر عتمةً بطريقة ملحوظة في أثناء خسوف القمر).
بما أن القمر لا يملك غلافًا جويًا، فإنّ النجوم تكون مرئية دائمًا من كِلا جانبي القمر، حتى عند شروق الشمس. ومما لا ريب فيه أن القمر يدور حول محوره وحول الأرض فتظهر نجوم مختلفة باستمرار في سمائه. عند النظر إلى النجوم من القمر فإنها لا تبدو متلألئة. التلألؤ أو وميض النجوم – يُعرف أيضًا بالتلألؤ الفلكي- وهو وهم ضوئي يسببه الغلاف الجوي للأرض. لذلك عند انعدام وجود غلاف جوي كالذي حول الأرض للتدخل والتلاعب بضوء النجوم، فلا تومض النجوم على القمر.
من يعلم؟
ربما قريبًا في يوم من الأيام، سيستمتع مستوطنو القمر بالضوء الساطع للأرض الكاملة في ليلة قمرية مليئة بالنجوم. كل ما يحتاجونه هو ارتداء معاطف سميكة قبل التوجه إلى الخارج.
هذا جنون!
يُعرف عن رائد الفضاء إدوين ألدرين من رحلة أبولو 11 بكونه أول رجل يتبول واقفًا على سطح القمر. بينما يتابع العالم خطواته بحماس، يتبول ألدرين في أنبوب خاص كان مخفيًا داخل بدلته الفضائية.
المصدر
تنبأ فيلم الخيال العلمي الكلاسيكي (تدمير كل الوحوش – Destroy all monsters) وهو من انتاج استوديوهات توهو اليابانية، بأنّ البشرية ستستعمر القمر بحلول عام 1999. لا حاجة للتوضيح بأن ذلك لم يحدث، ولم يحدث بعد كل تلك الأعوام أيضًا. لكن كانت هناك أحاديث ومجادلات جدية حول بناء بؤرة استيطانية أو مستوطنة دائمة على سطح القمر.
(على سبيل المثال، جادلت مجموعة من الأوراق البحثية العلمية الصادرة عام 2016 إمكانية الانتهاء من إنشاء قاعدة أو مستعمرة قمرية صغيرة بتكلفة تبلغ نحو 10 مليارات دولار في أقرب وقت بحلول عام 2022).
تخيل كيف ستكون حياة المستوطنين على القمر؟ من بين العديد من الأشياء التي يحتاجون اعتيادها هي الليالي الطويلة الباردة التي يمرّ بها قمر. ومع ذلك، ورغم درجات الحرارة المنخفضة والمناخ المتجمد بعض المناطق القمرية ستكون مضاءة ليلًا. لهؤلاء الذين يحلمون باتباع خطى نيل ارمسترونغ، إليكم دليل قصير عن ماهية الليالي والأيام القمرية، ويُقصد باليوم هو النهار على القمر.
يوضح هذا الرسم أطوار القمر المختلفة.
مراحل ووجوه
اعتذارًا إلى فرقة الغناء بينك فلويد-pink floyd فلا يوجد جانبٌ مظلم للقمر، ولكن يوجد جانب للقمر لا يواجه الأرض أبدًا.
يُكمل القمر دورة كاملة حول كوكبنا كل 27.32 يوم (نسبةً إلى النجوم التي نستطيع رؤيتها من كوكبنا). تلك المدة تقريبًا تساوي ما يستغرقه القمر لإكمال دورة واحدة حول محوره. بالنظر إلى تلك المعطيات، نستطيع تفسير سبب إمكانية رؤية وجه واحد من أوجه القمر ونحو 41% من سطح القمر غير مرئي تمامًا لمراقبي النجوم الأرضيين.
ولكن بغض النظر عن مكان وجود القمر في مداره في أيّ لحظة زمنية، فالشمس تُضيء نصفه باستمرار. تُحدد المواقع النسبية للشمس والأرض مراحل أطوار القمر. الآن عند تخيل اصطفاف الأجسام الثلاثة بخط مستقيم. ووقع القمر بين الأرض والشمس، لا يتلقى الجانب القريب من القمر -أيّ جانبه القريب للأرض- أيّ ضوء في ظل هذه الظروف فإنه يبدو مُعتمًا ومُظلمًا عند النظر إليه من الأرض. يُسمى في هذه المرحلة (القمر الجديد أو المحاق).
يطّل ويكتمل البدر عندما يصطف القمر والشمس في جهة مقابلة للأرض. بالاستفادة من ضوء الشمس المستقيم وعدم وجود أي جسيمات معرقلة للضوء، يضيء الجانب القريب من القمر بأكمله في هذه المرحلة من مدار القمر. احتفظ بهذه الحكاية الصغيرة في عقلك، سنتطرق إليها لاحقًا.
رحلة النهار الطويلة نحو الليل
إذا عرّفنا (اليوم) أنه مقدار الوقت الذي تستغرقه الشمس لتلتف عائدةً إلى نفس النقطة في أفق القمر بعد أن يُكمل القمر دورة كاملة جديدة حول الأرض، فإنّ كل يوم قمري يعادل تقريبًا 29.5 يومًا أرضيًا. هذا يعني -في كل مدار- يحصل القمر على ما يزيد قليلًا عن أسبوعين من ضوء النهار متبوعًا بكمية مساوية من الليل. بمعنى آخر، تقريبًا كل بقعة على القمر تشهد أسبوعين من ضوء النهار المستمر يليهما أسبوعان من الظلام المستمر.
يمكن العثور على استثناء مثير للاهتمام لهذه الظاهرة عند القطبين، إذ يميل محور الأرض بمقدار 23.5 درجة، بينما للقمر ميلان محوري أقل حدة بمقدار 1.6 درجة. ولهذا، يكون محور القمر عموديًا تقريبًا على المسار الذي يسلكه ضوء الشمس في أثناء انتقاله من شمسنا إلى القمر.
بالقرب من قطبي القمر، توجد بعض فوهات البراكين العميقة التي لم يشهد قاعها ضوء الشمس منذ أكثر من ملياري عام. تنطبق عليها حرفيًا مقولة «حيث لا تَشرق الشمس».
دون غلاف جوي يحبس ويحافظ على الحرارة، يشهد القمر تقلبات جنونية في درجات الحرارة في أثناء الانتقال من النهار إلى الليل. إذ تصل درجة حرارة سطح القمر في أثناء النهار حينما يكون مُضاءً بأشعة الشمس إلى 127 درجة مئوية (260 درجة فهرنهايت). ولكن في أثناء الليل، عندما يصبح السطح مُظلمًا، تنخفض درجات الحرارة إلى 173- درجة مئوية (280- درجة فهرنهايت).
لحسن الحظ، لم يضطر أيّ رائد فضاء على الإطلاق لمعاناة تلك التقلبات في درجات الحرارة. وَضعت بعثات أبولو التابعة لناسا نيل ارمسترونغ و11 شخصًا آخرين على القمر من عام 1969 إلى عام 1972. هبط كل هؤلاء المستكشفون الشجعان هناك بعد الفجر القمري مباشرة، عندما كان القمر مضاءً، لكن درجة حرارة السطح لم تصل بعد إلى ذروتها الحارقة في منتصف النهار. التوقيت هو أهم شيء في مغامرات رواد الفضاء.
انظر إلى الجانب المضيء
يُعتبر الكون مكانًا لوجهات النظر اللامحدودة. تمامًا كما نلاحظ مراحل تطور القمر من منازلنا وحدائقنا، فإن رائد الفضاء الواقف على الجانب القريب من القمر سيرى مراحل تطور وتضاؤل كوكب الأرض بالضبط كما يحدث للقمر. توازي دورة تطور مراحل اكتمال الأرض هذه المراحل القمرية التي يعرفها الجميع.
على سبيل المثال، إذا ذهب رائد الفضاء القمري الذي ذكرناه للتو لمراقبة النجوم في ليلة اكتمال القمر، فإن كوكبنا الأزرق سيكون تقريبًا مظلمًا بالكامل.
وعلى العكس، عندما تبدو الأرض (مكتملة) فإنها تضيء بقدر كبير الجانب القريب من القمر ليلًا. وبما أنّ ضوء القمر هو ضوء الشمس المنعكس عن سطح القمر. فإنّ كوكبنا يعكس ضوء الشمس بنفس الطريقة وينير ليل القمر. في الواقع، تنير (الأرض المكتملة) سطح القمر أقوى بمقدار 43 إلى 55 مرة من البدر الذي ينير سطح الأرض.
سطوع الأرض هو التسمية التي تُطلق على ضوء الشمس المرتد عن الصحاري، والغيوم، والأغطية الجليدية للكوكب الأزرق. لا تحتاج إلى ارتداء بدلة فضاء -أو إلى شراء تلسكوب- لرؤية هذه الظاهرة، ففي أثناء مرحلة الهلال، تُضاء قطعة من سطح القمر على شكل حرف (C) أو حرف (ر) في العربية بسطوع. ومع ذلك فإن باقي القمر قد يكون مرئيًا نوعًا ما للعين المجردة. أصبحت هذه الرؤية ممكنة باستخدام سطوع الأرض المعروف.
أشعة الشمس المنعكسة عن الأرض تُبقي جانب القمر القريب من الأرض مُشرقًا ومُضيئًا، بغض النظر عما إذا كانت المنطقة في فترة الليل أم النهار. في الواقع، تكون ليالي منطقة القمر التي تنيرها الأرض أكثر إشراقًا من الليل في أي مكان على كوكبنا. (ومع ذلك، فإن الجانب القريب من سطح القمر يصبح أكثر عتمةً بطريقة ملحوظة في أثناء خسوف القمر).
بما أن القمر لا يملك غلافًا جويًا، فإنّ النجوم تكون مرئية دائمًا من كِلا جانبي القمر، حتى عند شروق الشمس. ومما لا ريب فيه أن القمر يدور حول محوره وحول الأرض فتظهر نجوم مختلفة باستمرار في سمائه. عند النظر إلى النجوم من القمر فإنها لا تبدو متلألئة. التلألؤ أو وميض النجوم – يُعرف أيضًا بالتلألؤ الفلكي- وهو وهم ضوئي يسببه الغلاف الجوي للأرض. لذلك عند انعدام وجود غلاف جوي كالذي حول الأرض للتدخل والتلاعب بضوء النجوم، فلا تومض النجوم على القمر.
من يعلم؟
ربما قريبًا في يوم من الأيام، سيستمتع مستوطنو القمر بالضوء الساطع للأرض الكاملة في ليلة قمرية مليئة بالنجوم. كل ما يحتاجونه هو ارتداء معاطف سميكة قبل التوجه إلى الخارج.
هذا جنون!
يُعرف عن رائد الفضاء إدوين ألدرين من رحلة أبولو 11 بكونه أول رجل يتبول واقفًا على سطح القمر. بينما يتابع العالم خطواته بحماس، يتبول ألدرين في أنبوب خاص كان مخفيًا داخل بدلته الفضائية.
المصدر