هل يستطيع الإنسان الخروج من الغلاف الجوي؟ حقائق علمية مذهلة

حل سؤال: هل يستطيع الإنسان الخروج من الغلاف الجوي

الجواب: نعم، لقد تمكن الإنسان من الخروج من الغلاف الجوي للأرض مرات عديدة منذ منتصف القرن العشرين. وقد تم تحقيق ذلك بفضل تطوير تكنولوجيا الصواريخ والمركبات الفضائية التي تمكنت من التغلب على جاذبية الأرض والوصول إلى الفضاء الخارجي.

شرح إجابة السؤال:

من الناحية العلمية، يتطلب مغادرة الغلاف الجوي تجاوز حد “كارمان“، وهو النقطة التي تبعد حوالي 100 كيلومتر عن سطح الأرض، حيث تنتهي سيطرة الغلاف الجوي وتبدأ بيئة الفضاء الخارجي.

إقرأ أيضا:يعيد علماء الأحياء الاستقصاء نفسه مرات عديدة من أجل الحصول علي بيانات منتظمة

للوصول إلى هذه المنطقة، يحتاج الإنسان إلى تقنية متطورة تتغلب على الجاذبية الأرضية وتوفر الظروف المناسبة للبقاء على قيد الحياة في بيئة خالية من الهواء.

المفتاح الأساسي للخروج من الغلاف الجوي هو تحقيق سرعة الإفلات، وهي السرعة التي يجب أن تصل إليها المركبة الفضائية لتتمكن من التغلب على الجاذبية.

على سطح الأرض، تبلغ هذه السرعة حوالي 11.2 كيلومتر في الثانية. ولأن جسم الإنسان لا يمكنه تحقيق هذه السرعة ذاتيا، فإن الصواريخ هي الوسيلة الوحيدة القادرة على توفير القوة اللازمة لدفع المركبات الفضائية بعيدا عن نطاق الجاذبية الأرضية لأنها تعتمد على مبدأ الفعل ورد الفعل، حيث يتم حرق الوقود داخلها لإطلاق غازات بسرعة هائلة تدفعها إلى أعلى.

فعند مغادرة الأرض، يمر رواد الفضاء عبر عدة طبقات جوية، بدءا من التروبوسفير، حيث تحدث معظم الظواهر الجوية، ثم الستراتوسفير الذي يحتوي على طبقة الأوزون، فطبقات أخرى مثل الميزوسفير والثيرموسفير، حتى يصلوا إلى الإكسوسفير، وهي الطبقة الأخيرة التي تندمج تدريجيا مع الفضاء الخارجي.

في هذه المرحلة، يصبح الهواء شبه منعدم، ما يعني عدم وجود مقاومة جوية تقريبا، وهذا هو السبب في أن الأقمار الصناعية يمكنها الدوران حول الأرض دون الحاجة إلى محركات دائمة.

لكن الخروج من الغلاف الجوي ليس مجرد مسألة تقنية، بل إنه تحد بيولوجي أيضا. فجسم الإنسان مصمم ليعمل في بيئة تحتوي على ضغط جوي معين ودرجات حرارة مستقرة. وعند الوصول إلى الفضاء، يواجه رواد الفضاء تحديات كبيرة مثل التعرض للإشعاعات الكونية، نقص الجاذبية، وتغيرات في توزيع سوائل الجسم.

إقرأ أيضا:ينقسم اليابس إلى كتل كبرى هي القارات وأكبر القارات مساحة ويشكل فيها اليابس مساحة أكبر هي

كذلك وفي ظل انعدام الجاذبية، يحدث فقدان تدريجي لكثافة العظام وضعف في العضلات، وهو ما يجعل رواد الفضاء بحاجة إلى ممارسة التمارين الرياضية يوميا للحفاظ على صحتهم.

كما أن التعرض المباشر للفراغ الفضائي دون حماية يؤدي إلى مشكلات قاتلة، منها غليان السوائل داخل الجسم بسبب انخفاض الضغط.

بالإضافة إلى ذلك، البقاء خارج الغلاف الجوي يتطلب ارتداء بدلة فضائية توفر الأكسجين وتحافظ على الضغط الداخلي للجسم. هذه البدلات معزولة حراريا ومزودة بأنظمة لتنظيم درجة الحرارة وإزالة ثاني أكسيد الكربون، حيث يمكن أن تتفاوت درجات الحرارة في الفضاء بين 120 درجة مئوية في ضوء الشمس و-100 درجة مئوية في الظل. هذا يجعل أي نشاط خارج المركبة الفضائية معتمدا بالكامل على التقنيات المتقدمة التي تحمي الرواد من المخاطر البيئية.

رغم هذه التحديات، تمكن الإنسان من مغادرة الغلاف الجوي عدة مرات. الرحلة التاريخية الأولى التي جعلت ذلك ممكنا كانت عام 1961، عندما أصبح يوري جاجارين أول إنسان يدور حول الأرض في مركبة فوستوك 1. تلتها بعثات أبولو، التي لم تكتف بالخروج من الغلاف الجوي بل وصلت إلى سطح القمر¹.

اليوم، تعمل وكالات الفضاء مثل ناسا وسبيس إكس على تطوير تقنيات أكثر كفاءة للسفر إلى الفضاء، حيث أصبح الطموح يتجاوز مجرد الخروج من الغلاف الجوي إلى استكشاف المريخ وإمكانية إقامة مستوطنات بشرية هناك.

إقرأ أيضا:الإنسان هو محور التاريخ وحوادث الإنسان في كل زمان ومكان هي موضوع التاريخ

لكن، ماذا يوجد خارج الغلاف الجوي؟

الفضاء ليس فراغا تاما كما قد يبدو، بل يحتوي على جسيمات مشحونة، موجات كهرومغناطيسية، وإشعاعات كونية. الأقمار الصناعية والتلسكوبات الفضائية مثل هابل وجيمس ويب تدور في هذه البيئة، وتوفر بيانات مذهلة عن الكون.

هناك أيضا محطة الفضاء الدولية، التي تمثل مختبرا متكاملا لإجراء تجارب علمية في ظروف انعدام الجاذبية، مما يساعد على تطوير تقنيات جديدة قد تجعل استكشاف الفضاء أكثر أمانا وسهولة في المستقبل.

أما بالنسبة لإمكانية العيش خارج الغلاف الجوي، فإن الفكرة لا تزال في مراحلها التجريبية. يعيش رواد الفضاء في محطة الفضاء الدولية لفترات تمتد لأشهر، لكنهم يعتمدون على إمدادات مستمرة من الأرض.

ومع ذلك، فإن التطورات في مجالات مثل الطباعة ثلاثية الأبعاد، إنتاج الغذاء في الفضاء، وإعادة تدوير الهواء والمياه قد تجعل الاستيطان البشري في الفضاء أكثر واقعية خلال العقود القادمة.

الخروج من الغلاف الجوي ليس مجرد إنجاز علمي، بل هو خطوة نحو مستقبل جديد قد يشهد انتشار البشر خارج حدود كوكب الأرض. ومع استمرار الأبحاث وتطور التكنولوجيا، قد يصبح السفر إلى الفضاء أمرا شائعا في المستقبل، وليس مجرد مغامرة مخصصة لرواد الفضاء.