علم الكواكب

علم الكواكب (أو فى حالات نادرة علم الكواكب ) هو الدراسة العلمية للكواكب (بما فيها الأرض ) والأجرام السماوية (مثل الأقمار والكويكبات والمذنبات ) و أنظمة الكواكب (خاصة تلك الموجودة فى النظام الشمسى ) وعمليات تكوينها. يدرس الأجسام اللى تتراوح فى الحجم من النيازك الدقيقة لعمالقة الغاز ، بهدف تحديد تكوينها وديناميكيتها وتكوينها وعلاقاتها المتبادلة وتاريخها. إنه مجال متعدد التخصصات بقوة، اللى نشأ فى الأصل من علم الفلك وعلوم الأرض ، ويضم دلوقتى الكتير من التخصصات، بما فيها جيولوجيا الكواكب ، والكيمياء الكونية ، وعلوم الغلاف الجوي، والفيزياء ، وعلم المحيطات، والهيدرولوجيا ، وعلوم الكواكب النظرية ، وعلم الجليد ، و علم الكواكب الخارجية . تشمل التخصصات المتحالفة فيزياء الفضاء ، لما تهتم بتأثيرات الشمس على أجسام النظام الشمسي، وعلم الأحياء الفلكى . فيه فروع نظرية ونظرية مترابطة لعلم الكواكب. ممكن أن تتضمن الأبحاث الرصدية مجموعات من استكشاف الفضاء ، فى الغالب مع بعثات المركبات الفضائية الآلية باستخدام الاستشعار عن بعد ، والشغل التجريبى المقارن فى المختبرات الأرضية. يتضمن العنصر النظرى قدر كبير من المحاكاة الحاسوبية والنمذجة الرياضية .

pورة من وحدة قيادة أبولو 15 إنديفور للجداول قرب فوهة البركان أريستارخوس على القمر .

يتواجد علما الكواكب عموم فى أقسام علم الفلك والفيزياء أو علوم الأرض بالجامعات أو مراكز الأبحاث، رغم وجود الكتير من معاهد علوم الكواكب البحتة فى كل اماكن العالم. بشكل عام، يدرس علما الكواكب واحد من علوم الأرض أو علم الفلك أو الفيزياء الفلكية أو الجيوفيزياء أو الفيزياء على مستوى الدراسات العليا ويركزون أبحاثهم فى تخصصات علوم الكواكب. هناك الكتير من المؤتمرات الكبرى كل عام، ومجموعة واسعة من المجلات اللى يراجعها النظراء . يعمل بعض علما الكواكب فى مراكز أبحاث خاصة وفى الغالب ما يبدأون مهام بحثية شراكة.

تاريخ

يمكن القول أن تاريخ علم الكواكب قد ابتدا مع الفيلسوف اليونانى القديم ديموقريطوس ، اللى نقل عنه هيبوليتوس قوله

العوالم المنظمة لا حدود ليها وتختلف فى الحجم، وفى بعضها مش هناك شمس ولا قمر، وفى بعضها التانى الاتنين اكبر منا، وعند البعض التانى اكتر عددا. و أن الفترات بين العوالم المنظمة غير متساوية، هنا اكتر وهناك أقل، و أن بعضها يزداد، والبعض التانى يزدهر، والبعض التانى يضمحل، وهنا توجد وهناك تنكسف. لكن يتم تدميرها عن طريق الصدام ببعضها . و أن بعض العوالم المنظمة تخلو من الحيوانات والنباتات وكل الماء.

وفى العصر الحديث، ابتدا علم الكواكب فى علم الفلك، من دراسات الكواكب اللى لم يتم حلها بعد. وبده المعنى، عالم فلك الكواكب الأصلى هو جاليليو ، اللى اكتشف اكبر 4 أقمار لكوكب المشترى ، والجبال الموجودة على القمر ، و أول من لاحظ حلقات زحل ، وجميعها خضعت للدراسة المكثفة بعدين . ابتدت دراسة جاليليو للجبال القمرية سنة 1609 كمان فى دراسة المناظر الطبيعية بره كوكب الأرض: حيث أشارت ملاحظته "أن القمر بالتأكيد لا يمتلك سطح أملس ومصقول" لأنه والعوالم التانيه قد تظهر "تمام زى وجه الأرض نفسها" .

سمح التقدم فى بناء التلسكوب والدقة الآلية تدريجى بزيادة تحديد الغلاف الجوى كمان التفاصيل السطحية للكواكب. كان القمر فى البداية هو الاكتر دراسةً، نظر لقربه من الأرض، حيث أظهر دايما ميزات متقنة على سطحه، و وصلت التحسينات التكنولوجية تدريجى لإنتاج معرفة جيولوجية قمرية اكتر تفصيلاً. فى دى العملية العلمية، كانت الأدوات الرئيسية هيا التلسكوبات البصرية الفلكية (و بعدين التلسكوبات الراديوية ) و أخير المركبات الفضائية الاستكشافية الآلية، زى المجسات الفضائية .

لقد تم دلوقتى دراسة النظام الشمسى كويس نسبى، ويوجد فهم شامل جيد لتكوين وتطور ده النظام الكوكبي. بس، هناك عدد كبير من الأسئلة اللى لم يتم حلها، ومعدل الاكتشافات الجديدة مرتفع جدًا، و سبب ده جزئى لالعدد الكبير من المركبات الفضائية بين الكواكب اللى تستكشف النظام الشمسى دلوقتى.

التخصصات

علم الكواكب يدرس علم الفلك الرصدى والنظري، والجيولوجيا ( الجيولوجيا الفلكية )، وعلوم الغلاف الجوى ، وتخصص فرعى ناشئ فى محيطات الكواكب ، يسمى علم المحيطات الكوكبية .

علم الفلك الكوكبى

العلم الرصدى والنظرى يهتم فى الغالب بدراسة الأجسام الصغيرة فى النظام الشمسي: اللى يتم رصدها بواسطة التلسكوبات الضوئية والراديوية، بحيث يتم تحديد خصائص دى الأجسام زى الشكل والدوران والمواد السطحية والعوامل الجوية ، وتحديد خصائصها. ممكن فهم تاريخ تكوينها وتطورها. يهتم علم فلك الكواكب النظرى بالديناميكيات : تطبيق مبادئ الميكانيكا السماوية على النظام الشمسى و أنظمة الكواكب بره المجموعة الشمسية . تعتبر مراقبة الكواكب الخارجية وتحديد خصائصها الفيزيائية، علم الكواكب الخارجية ، مجال رئيسى للبحث مع دراسات النظام الشمسي. كل كوكب له فرعه الخاص.

جيولوجيا الكواكب

فى علم الكواكب، يُستخدم مصطلح الجيولوجيا بمعناه الأوسع، ليعنى دراسة الأجزاء السطحية والداخلية للكواكب والأقمار، بدايه من قلبها وحتى غلافها المغناطيسي. تتناول أشهر موضوعات البحث فى جيولوجيا الكواكب الأجسام الكوكبية الموجودة فى المنطقة القريبة من الأرض: القمر ، والكوكبين المجاورين: الزهرة والمريخ . ومن بينها، تمت دراسة القمر الاول باستخدام طرق تم تطويرها قبل كده على الأرض. تركز جيولوجيا الكواكب على الأجرام السماوية اللى تظهر سطح صلب أو ليها حالات فيزيائية صلبة كبيرة كجزء من بنيتها. تطبق جيولوجيا الكواكب الجيولوجيا والجيوفيزياء والكيمياء الجيولوجية على الأجسام الكوكبية.

جيومورفولوجية الكواكب

تدرس الجيومورفولوجيا السمات الموجودة على أسطح الكواكب وتعيد بناء تاريخ تكوينها، وتستنتج العمليات الفيزيائية اللى اخدت السطح. تتضمن جيومورفولوجيا الكواكب دراسة شوية فئات من السمات السطحية:

• خصائص الارتطام ( الأحواض متعددة الحلقات ، الفوهات)
• المظاهر البركانية والتكتونية (تدفقات الحمم البركانية، والشقوق، والجداول )
• السمات الجليدية
• الميزات الإيولية
• التجوية الفضائية – التأثيرات التآكلية الناتجة عن البيئة القاسية للفضاء (القصف المستمر للنيازك الدقيقة، والأمطار الجزيئية عالية الطاقة، وتأثير البستنة ). على سبيل المثال، الغطاء الغبارى الرقيق الموجود على سطح الثرى القمرى هو نتيجة لقصف النيازك الدقيقة.
• الخصائص الهيدرولوجية: ممكن أن يتراوح السائل المعنى من الماء لالهيدروكربون والأمونيا ، اعتمادًا على الموقع جوه النظام الشمسي. تشمل دى الفئة دراسة السمات الهيدرولوجية القديمة (القنوات القديمة، والبحيرات القديمة).

يمكن فك رموز تاريخ سطح الكوكب من رسم خرائط للمعالم من أعلى لأسفل حسب تسلسل ترسيبها ، كما تم تحديده لأول مرة على الطبقات الأرضية بواسطة نيكولاس ستينو . على سبيل المثال، أعدت الخرائط الطبقية رواد فضاء أبولو للجيولوجيا الميدانية اللى سيواجهونها فى مهماتهم القمرية. تم تحديد التسلسلات المتداخلة فى الصور اللى التقطها برنامج Lunar Orbiter ، وتم استخدامها لإعداد عمود طبقى قمرى وخريطة جيولوجية للقمر.

الكيمياء الكونية والجيوكيمياء وعلم الصخور

واحده من المشاكل الرئيسية عند وضع فرضيات حول تكوين وتطور الأجسام فى النظام الشمسى هيا عدم وجود عينات ممكن تحليلها فى المختبر، حيث تتوفر مجموعة كبيرة من الأدوات، ومجموعة كاملة من المعرفة المستمدة من الأرض. ممكن تطبيق الجيولوجيا. توجد عينات مباشرة من القمر والكويكبات والمريخ على الأرض، ويتم إزالتها من أجسامها الأم، وتسليمها على شكل نيازك . و عانت بعض دى النيازك من التلوث من التأثير المؤكسد للغلاف الجوى للأرض وتسلل المحيط الحيوى ، لكن تلك النيازك اللى تم جمعها فى العقود القليلة الماضية من القارة القطبية الجنوبية تكاد تكون نقية بالكامل.

علم الكواكب المقارن

علم الكواكب كثير يستخدم طريقة المقارنة لإعطاء فهم اكبر لموضوع الدراسة. ممكن أن يشمل ذلك مقارنة الغلاف الجوى الكثيف للأرض وقمر زحل تيتان ، أو تطور أجسام النظام الشمسى الخارجى على مسافات مختلفة من الشمس، أو جيومورفولوجية أسطح الكواكب الأرضية، على سبيل المثال لا الحصر. المقارنة الرئيسية اللى ممكن إجراؤها هيا مع الميزات الموجودة على الأرض، علشان ها اكتر سهولة فى الوصول ليها وتسمح بإجراء نطاق اكبر بكثير من القياسات. تعتبر الدراسات التناظرية للأرض شائعة بشكل خاص فى جيولوجيا الكواكب والجيومورفولوجيا و كمان فى علوم الغلاف الجوي.

وكالات الفضاء الحكومية

• وكالة الفضاء الكندية (CSA)
• إدارة الفضاء الوطنية الصينية (CNSA، جمهورية الصين الشعبية).
• المركز الوطنى للدراسات الفضائية المركز الوطنى الفرنساوى لأبحاث الفضاء
• Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt eV (بالألمانية: يُختصر DLR)، مركز الطيران الألماني
• وكالة الفضاء الأوروبية (ESA)
• منظمة أبحاث الفضاء الهندية (ISRO)
• وكالة الفضاء الإسرائيلية (ISA)
• وكالة الفضاء الإيطالية
• الوكالة اليابانية لاستكشاف الفضاء الجوى (JAXA)
• ناسا (الإدارة الوطنية للملاحة الجوية والفضاء، امريكا الأمريكية)
  • معمل الدفع النفاث
  • جى إس إف سي
  • أميس
• منظمة الفضاء الوطنية (تايوان).
• وكالة الفضاء الفيدرالية الروسية
• وكالة الفضاء البريطانية (UKSA).

المؤتمرات الكبرى

• مؤتمر علوم القمر والكواكب (LPSC)، اللى ينظمه معهد القمر والكواكب فى هيوستن. يقام سنوى من سنة 1970، فى شهر مارس.
• اجتماع قسم علوم الكواكب (DPS) كل سنه من سنة 1970 فى مكان مختلف كل عام، معظمه جوه البر الرئيسى للولايات المتحدة. فى شهر اكتوبر بالتقريب .
• اجتماع الخريف السنوى للاتحاد الجيوفيزيائى الامريكانى (AGU) فى ديسمبر فى سان فرانسيسكو.
• الجمعية المشتركة للاتحاد الجيوفيزيائى الامريكانى (AGU) (مع جمعيات تانيه) فى ابريل و مايو، فى مواقع مختلفة حول العالم.
• الاجتماع السنوى لجمعية الأرصاد الجوية فصل الصيف فى نص الكرة الشمالي، ويتناوب بشكل عام بين أمريكا الشمالية و أوروبا.
• المؤتمر الأوروبى لعلوم الكواكب (EPSC)، اللى يعقد كل سنه فى شهر سبتمبر بالتقريب فى مكان جوه أوروبا.

ورش عمل ومؤتمرات أصغر فى مجالات معينة فى كل اماكن العالم على مدار العام.

• كارل ساجان
• وليام بوروكى
• كارولين بوركو
• ديمون ب.سيمونيلى
• ناتالى ا.كابرول
• كونستانتين باتيجين
• هارولد واو يفيسون
• جون جيست
• جيرارد كايبر
• سوزان كيفر
• مايكل وولفسون (عالم الكواكب من المملكه المتحده)
• ديتليف كوشنى

شوف كمان

• علم المساحة (جغرافيا المريخ)
• رسم الخرائط الكوكبية
• نظام الإحداثيات الكوكبية
• سيلينوغرافيا – دراسة السطح والخصائص الفيزيائية للقمر
• علم الكواكب النظري
• الجدول الزمنى لاستكشاف النظام الشمسي