الغلاف الجوي

يعتقد الكثيرون من الناس أن الغلاف الجوي ليس سوى طبقة الهواء التي نسبح فيها والتي تتكون فيها أنواع الغيوم المختلفة ، وهي طبقة لا يتجاوز ارتفاعها 10 كم فوق سطح الأرض ، وتتناقص فيها كمية الهواء كلما زاد الارتفاع ، ولعل الكثيرون منا لا يعلمون أن من يتسلقون جبال هملايا يحملون معهم أسطوانات الهواء المضغوط لأن كميات الهواء هناك تنقص كثيراً عما هي عليه بقرب سطح الأرض ، فيصبح التنفس صعباً . أما منبع هذا الاعتقاد ، الذي أشرنا إليه في البداية ، فهو عدم معرفتهم بوجود طبقات غلاف جوي أخرى على ارتفاعات أكبر ، أو عدم الاهتمام بمعرفتها بالنظر لأنها لا تؤثر مباشرة على الحياة الإنسانية على الأرض . وقد بدأ بعض الناس يعرفون وجود هذه الطبقات بالنظر لتأثيرها على استقبال موجات الراديو في بعض الأحيان .
باختصار الغلاف الجوي ليس طبقة الهواء القريبة فحسب ، إنه غلاف كبير وعال درسه العلماء مباشرة في مناطقه القريبة وبطريقة غير مباشرة عن طريق أجهزة أرضية وأجهزة فضائية يرسلونها مع الأقمار الصناعية والمراكب الفضائية عند ارتياد الفضاء.
تركيب الغلاف الجوي
إذا جمعت عينات من الهواء الجوي الجاف الموجود في الغلاف الغازي المضطرب (بدون بخار الماء وملوثات) ، ثم حللت هذه العينات فإن نتيجة التحليل مقاسة بالنسبة المئوية الحجمية هي:
طبقات الغلاف الجوي
يتكون الغلاف الجوي من أربع طبقات تبدأ بالقرب من سطح الأرض لتصل إلى مناطق في الفضاء بعيدة جداً عن سطح الأرض .
1. الطبقة المضطربة "أو الغلاف المضطرب " Troposphere
وهي الطبقة الأولى من الغلاف الجوي الأقرب إلى سطح الأرض والتي تتكون في معظمها من الهواء الذي نتنفسه ، والذي يصبح أقل كثافة وأقل أوكسيجيناً كلما ارتفعنا إلى الأعلى بعيداً عن سطح الأرض . يتراوح سمك هذه الطبقة من حوالي 8 كم فوق القطبين إلى 16 كم فوق خط الاستواء يحدها من الأعلى طبقة رقيقة (قليلة السماكة) تسمى الطبقة الهادئة Tropopause وتمتاز بثبات درجة حرارتها . أما في الطبقة المضطربة فتنخفض درجة الحرارة بزيادة الارتفاع عن سطح الأرض بمعدل تقريبي هو 6 ْ م / كم ، أي أنها تصبح حوالي
40 ـ 50 ْم تحت الصفر على ارتفاع 10 كم ، وهذا الارتفاع هو منطقة الطيران المدني ، ومن ركب طائرة لابد أنه سمع قائد الطائرة وهو يعلن أن درجة الحرارة خارج الطائرة (ـ40 ْ م مثلاً) ، والذين يتسلقون الجبال العالية يعرفون أن درجة حرارة قمة الجبل تكون أقل بعدة درجات عن سفحه.
. الغلاف الغازي المتطبق أو الطبقة الغازية المتطبقة Stratosphere
هي الطبقة الثانية من الغلاف الجوي ، وهي تقع فوق الغلاف الغازي المضطرب ويفصلها عنه الطبقة الهادئة أو المستقرة Tropopause . تمتد هذه الطبقة من ارتفاع 12 ـ 50 كم بالمعدَّل حيث أن ارتفاع سطحها السفلي عند خط الاستواء أكبر من ارتفاعه عند القطبين .
تزداد درجة الحرارة في هذه الطبقة كلما ارتفعنا فيها . تصل درجة الحرارة في الجزء العلوي من هذه الطبقة حيث "الهواء قليل جداً " إلى ما يقارب الصفر المئوي ، ولكن ما سبب ارتفاع درجة الحرارة هذه ؟ يوجد في هذا الغلاف الغازي المتطبق طبقة الأوزون التي تمتص أشعة الشمس فوق البنفسجية . ينتج عن التوزيع الحراري وعن قلة الهواء في هذه المنطقة أحوال جوية مستقرة تماماً ، لذلك لا نجد فيها التيارات والاضطرابات الموجودة في طبقة الغلاف الغازي المضطرب ، ولا نجد فيها أي أثر للغيوم أو الظواهر الجوية الأخرى .
هذه الطبقة هي طبقة الطيران لمسافات طويلة لأنها تقع بعيداً عن مناطق الجو العاصف ، ويميزها رياح أفقية قوية ولكنها ثابتة "Steady " .
نهاية هذه الطبقة وفاصلها الطبيعي عن الغلاف الغازي المتوسط الذي يليها هو غلاف غازي رقيق يدعى الغلاف الغازي الهادئ أو الساكن Stratopause .
هي أكثر طبقات الغلاف الجوي كثافة ، أما كتلتها فهي تعادل 75-85% من كتلة الغلاف الجوي ، كاملاً ، ومعظم هذه الكتلة موجودة على ارتفاع أقل من 8 كم عن سطح الأرض .
3.الغلاف الغازي المتوسط أو الطبقة الغازية المتوسطة Mesosphere
يعني المقطع "meso " المتوسط middle ، فهذه الطبقة الثالثة تعني حرفياً الطبقة المتوسطة من الغلاف الجوي ، وهي تقع على ارتفاع حوالي 50 ـ 80 كم فوق سطح الأرض يفصلها عن الغلاف الغازي المتطبق طبقة الغلاف الغازي المتطبق الهادئ وعن الغلاف الغازي الحراري الذي يليها طبقة رقيقة هي الغلاف الغازي المتوسط الهادئ mesopause .
تنخفض درجة الحرارة في هذه الطبقة كلما ازداد الارتفاع لتصل إلى ( ـ 100 ْ م ) ، وهذه الطبقة هي أقل طبقات الغلاف الجوي في درجة حرارتها ، وهي أصغر من أصغر درجة حرارة سجلت في المنطقة القطبية الجنوبية للأرض . يتجمد بخار الماء في هذه الطبقة ليتحول إلى غيوم جليدية . يمكنك أن ترى الغيوم الجليدية إذا سقطت عليها أشعة الشمس بعد الغروب . تسمى هذه الغيوم "الغيوم الليلية المضيئة Noctilucent Clouds .تحترق في هذه الطبقة الشهب والنيازك أثناء مرورها في الغلاف والتي نراها من الأرض وكأنها قذائف نجمية .
4. الغلاف الجوي الحراري أو الطبقة الجوية الحرارية Thermosphere
هي الطبقة الخارجية الأبعد من الغلاف الجوي تفصلها عن الغلاف الغازي المتوسط الطبقة المتوسطة الهادئة ترتفع درجة الحرارة في هذه الطبقة إلى ما فوق 1000 ْ م . تتلقى الجزيئات القليلة من المادة الموجودة في هذه الطبقة كميات هائلة من الطاقة الشمسية توصلها إلى درجة الحرارة التي ذكرناها . نحن نعلم أن درجة حرارة الهواء هي مقياس طاقة حركة جزيئاته وليس مقياساً لمقدار الطاقة المخزنة فيه
وبناءً على ما سبق ، فإن كميات الهواء النادرة جداً الموجودة في الغلاف الغازي الحراري على الرغم من ارتفاع درجة حرارتها إلا أن طاقتها صغيرة جداً بالمقارنة مع الطاقة في الغلاف الغازي الحراري أو في الطبقة الغازية المتطبقة ، فعلى الرغم من ارتفاع درجة الحرارة فيها ، فإن الغلاف الغازي الحراري هو غلاف بارد جداً ولا يمكن لجزيئات الهواء القليلة التي تحتله أن تنقل الحرارة إلى جلودنا (لو تخيلنا أننا كنا نسبح في هذه الطبقة.
ينقسم الغلاف الجوي الحراري إلى قسمين هما :
أ- الغلاف الغازي الأيوني Ionosphere .
ب- الغلاف الغازي الخارجي Exosphere .

أ- الغلاف الغازي الأيوني أو الطبقة الغازية الأيونية
تمتد هذه الطبقة من ارتفاع 80 كم إلى حوالي 600 كم وأكثر . في هذه الطبقة تتحول جزيئات الهواء ( ! ) وذراته إلى أيونات والكترونات حرة الحركة ، تتأين جزيئات الهواء ( ! ) بفعل أشعة الشمس فوق البنفسجية، ويساعد على ذلك أيضا، ولكن بدرجة أقل، دقائق شمسية عالية الطاقة والأشعة الكونية .
تبعث هذه الطبقة موجات كهرومغناطيسية بسبب الكمية الهائلة من الالكترونات الحرة الموجودة فيها ، لذلك يمكن لموجات الراديو (وهي موجات كهرومغناطيسية) أن تقفز أو تنعكس عن هذه الطبقة وبالتالي تنتقل عبر مسافات بعيدة كما نسمعها ونشاهدها في برامج المذياع والتلفاز . والعبارة التالية قد تسمعها من مذيع إحدى محطات الراديو : " نأسف لاضطراب أحوال الاستقبال وذلك بسبب حالة عدم الاستقرار السائدة في طبقات الجو العليا وفي الطبقة الأيونية " ، إن الضجيج وسوء استقبال موجات الراديو سببه تلوث موجي على الأرض أو في طبقة الغلاف الغازي الأيوني . يحدث في هذه الطبقة الشفق بأنواعه aurorae .

ب. الغلاف الغازي الخارجي
هي أعلى أو أبعد طبقات الغلاف الجوي ، تصل في ارتفاعها إلى حوالي 10000 كم ، وهو الحد الأعلى لغلافنا الجوي الأرضي ، يتداخل (يتمازج) الغلاف الجوي هنا مع الفضاء الخارجي حيث تكون طبقة الهواء رقيقة جداً إلى حد يصعب تخيله تهرب ذرات وجزيئات الهواء من هذه الطبقة متجهة نحو الفضاء الخارجي .
تتكون هذه الطبقة من الغلاف الجوي من عنصري الهيدروجين والهيليوم (في حالة أيونية) حيث تكون كثافتهما في أدنى الحدود التي يمكن تخيلها . تسبح الأقمار الصناعية التي يطلقها الإنسان في هذه الطبقة من طبقات الغلاف الجوي .

الغلاف الجوي الأرضي



تقديم:

يعتبر كوكب الأرض كوكباً فريداً ليس فقط ضمن كواكب المجموعة الشمسية أو في مجرة درب التبانة فقط بل يمكن أن يكون في الكون بأسرة,هناك العديد من الأسباب وراء هذا التفرد , فكوكب الأرض هو الكوكب الوحيد الذي نعرفه ويحمل جميع مقومات الحياة البشرية من هواء وماء ونبات إضافة إلى ذلك فان بعده المناسب عن الشمس يوفر لها ضوءً وحرارة مناسبتين للحياة , كما يوفر دوران الأرض حول الشمس وحول نفسها, بسر عات متناسبة, اختلاف الفصول الأربعة و تعاقب الليل والنهار مما يسبب تنوعاً في ظروف الحياة بطريقة تحافظ على مقومات الحياة على سطح الأرض كما أن وجود غلاف جوي حول الأرض بخصائص و مميزات فريدة مقارنتاً بالأغلفة الجوية المحيطة بكواكب المجموعة الشمسية يعتبر من أهم المميزات الفريدة والمهمة لكوكب الأرض.




أهمية الغلاف الجوي:

الغلاف الجوي الأرضي هو عبارة عن طبقة رقيقة مركبة من الغازات وبعض المركبات الكيميائية تحيط بالأرض وتحميها بنفس الطريقة التي تحمي بها قشرة التفاحة الخفيفة التفاحة شكل(1).





يعتبر وجود الغلاف الجوي حول الأرض عاملاًً أساسيا و مهماً جداً في نشأة الحياة على الأرض.

فالغلاف الجوي بمكوناته الغازية يوفر المواد الأساسية اللازمة للحياة كالأكسجين وغاز ثاني أكسيد الكربون و غاز النيتروجين الذي يعتبر حجر الأساس في كل صور الحياة الموجودة على سطح الأرض, كما أن هناك غازات ومركبات كيميائية أخرى مهمة تدخل بطريقة مباشرة أو غير مباشرة في معظم أنشطة الإنسان على سطح الأرض .

تتسبب حركة الغلاف الجوي سواء على مستوى الكرة الأرضية أو على المستوى الإقليمي المحدود في حدوث الكثير من الظواهر الطبيعية مثل تجانس مكونات الهواء وتكون السحب والمطر وهبوب الرياح, و كذلك حفظ كوكب الأرض من التغييرات الكبيرة و المفاجئة في درجات الحرارة.

بالإضافة إلى ما سبق فأن الغلاف الجوي الأرضي يعمل على حمايتنا من الأشعة الشمسية الضارة كالأشعة الفوق البنفسجية والأشعة السينية الصادرة والمنطلقة من الشمس بصفة مستمرة, وكذلك الأشعة الكونية القادمة من الشمس و الفضاء الخارجي والتي لولا إرادة الله تعالى ثم وجود الغلاف الجوي لا أنهت هذه الأشعة جميع أنواع الحياة البشرية الممكنة على سطح الأرض. والأهم من ذلك كله أن الغلاف الجوي يشكل سقفاً فوق الأرض يعمل على حمايتها من الشهب الكونية الكبيرة التي تحترق في أعلى الغلاف الجوي لتصل إلى الأرض على هيئة نيازك صغيرة نسبياً.


قال تعالى : ( وجعلنا السماء سقفاً محفوظاً وهم عن آياتها معرضون) . الأنبياء 32




مكونات الغلاف الجوي


يتكون الغلاف الجوي من خليط من الغازات تنقسم إلى قسمين أساسيين, الغازات الأساسية أو النشطة وهي الغازات التي تدخل مباشرةًً في التفاعلات الحيوية على الأرض وهذه الغازات هي: غاز النيتروجين ونسبته 78% من مجموع الغازات الموجودة وغاز الأكسجين ونسبته 21% وغاز ثاني أكسيد الكربون ومجموعة أخرى من الغازات بنسب ضئيلة شكل(2) .






أما القسم الثاني فهي الغازات النادرة أو الخاملة والتي نادراً ما تدخل في التفاعلات الحيوية ومن هذه الغازات غاز الميثان والارجون والهليوم والهيدروجين والأوزون .



بالإضافة إلى الغازات السابقة فان الغلاف الجوي يتكون من بعض المركبات الكيميائية المهمة مثل بخار الماء الذي تختلف نسبته باختلاف المكان والزمان والحرارة والعوامل الجوية المسببة في تغيره, كما يوجد في الغلاف الجوي نسبة من الغبار العالق المكون في الغالب من المعادن والمركبات العضوية الموجودة على سطح الأرض أو تلك التي في النيازك والتي هي عبارة عن جزئيات صغيرة جداً(ميكروسكوبية) من الغبار و التي تعمل على تشتت أشعة الشمس والاحتفاظ بدرجة حرارة الكرة الأرضية و المساهمة في تكثيف بخار الماء لتكوين حبات المطر.




الأقسام الرئيسية (الأساسية) للغلاف الجوي:-


ينقسم الغلاف الجوي المحيط بالأرض إلى قسمين أساسيين هما الغلاف الجوي الداخلي و الغلاف الجوي الخارجي شكل(3).







قسم العلماء الغلاف الجوي الداخلي إلى طبقات مختلفة بناءً على الاختلاف في درجات الحرارة مع الارتفاع شكل(4) وهي:






طبقة التروبوسفير


1. طبقة التروبوسفير أو الطبقة المناخية Troposphere

إن كلمة تروبوسفير هي تسمية يونانية فتروبو تعني متغير و سفير تعني الكرة . طبقة التروبوسفير هي الطبقة السفلي من الغلاف الجوي والملاصقة لسطح الأرض تعتبر هذه الطبقة من أهم طبقات الغلاف الجوي الأرضي بالنسبة لجميع أنواع الحياة على سطح الأرض. يبلغ متوسط ارتفاع هذه الطبقة حوالي 11 كلم. بالرغم من قلة سمك طبقة التروبوسفير مقارنتاًً بسمك الغلاف الجوي فأن حوالي 75 % من كتلة ومادة الغلاف الجوي الأرضي توجد في هذه الطبقة يختلف سمك هذه الطبقة بين خط الاستواء والأقطاب وذلك بسبب الاختلاف في درجات الحرارة في هذه المنطقتين. تعتبر طبقة التروبوسفير الطبقة الفعالة في تغيرات المناخ, حيث يطلق عليها الطبقة المناخية لأنة يحدث بها جميع الظواهر الجوية كالضباب والغيوم والأمطار والعواصف الرعدية والعواصف الرملية وكذلك حدوث تقلبات المناخ و الطقس وما يتبع ذلك من رطوبة وحرارة وضغط. تحتوي طبقة التروبوسفير أيضا على معظم بخار الماء الموجود في الغلاف الجوي لذلك تعبر هذه الطبقة من أهم طبقات الغلاف الجوي بالنسبة لعلماء الأرصاد الجوية meteorology وعلماء المناخ climatologic شكل(5).





يبلغ متوسط درجة حرارة سطح الأرض في اسفل هذه الطبقة حوالي 15 درجة مئوية. تتميز طبقة التروبوسفير بانخفاض في درجة الحرارة مع الارتفاع بمعدل 6 درجات مئوية لكل كيلومتر حيث يقل معدل التناقص هذا إلى ارتفاع 15 كلم إلى أن يتوقف هذا التناقص تماماً على ارتفاع حوالي 20 كلم والتي هي الحد الفاصل بين طبقة التروبوسفير والطبقة التي تليها طبقة الستراتوسفير يعرف هذا الفاصل بطبقة التروبوبوز(تروبو تعني تغير , بوز تعني الاستقرار , أي طبقة وقف التغيرات)حيث تعرف طبقة التروبوسفير و التروبوبوز لدي العلماء بالغلاف الجوي السفلي Lower Atmosphere .


يعتبر احتباس الأشعة الشمسية التي تصل إلى الأرض أو ما يعرف بظاهرة البيوت الزجاجية هو مصدر الحرارة و التسخين لطبقة التروبوسفير..






2. طبقة الستراتوسفير الطبقة الهادئة stratosphere

تمتد طبقة الستراتوسفير من ارتفاع 20 كلم إلى حوالي65 كلم فوق سطح البحر تتميز هذه الطبقة بازدياد في درجة الحرارة بشكل عام من حوالي 60 درجة مئوية تحت الصفر من طبقة التربوبوز إلى حوالي صفر درجة مئوية في أعلى الستراتوسفير (ستراتوبوز) . تتميز هذه الطبقة بالاستقرار التام في جوها حيث ينعدم فيها بخار الماء وتكون جافة واقل كثافة من التروبوبوز , كما تخلو من الظواهر الجوية كالغيوم والضباب والأمطار.. الخ لذا فإن الطيران في هذه الطبقة يعد مثاليا ومريحاً للطائرات، تحتوي طبقة الستراتوسفير على مجموعة من الغازات الحقيقة التي تكون بصورة ذرية أو جزئية أو مركبات غازية. في أعلى الستراتوسفير يوجد طبقة الأوزون و التي لها دور كبير في امتصاص الأشعة الفوق البنفسجية الشمسية وحمياتنا من مخاطرها.




طبقة الأوزون:

تتواجد طبقة الأوزون(Ozone layer) على ارتفاع حوالي 35 كلم أي في الجزء الأعلى من الستراتوسفير , ويبلغ سمكها حوالي 16 كلم . يعتبر غاز الأزون O3 من أهم مكونات طبقة الستراتوسفير. تكون طبقة الأوزون اقل سمكاً في المناطق الاستوائية وتكون اكثر كثافة باتجاه الأقطاب .



تتواجد طبقة الأوزون على ارتفاع حوالي 35 كلم عن سطح الأرض وهي مؤثرة جداً في امتصاص الإشعاعات الشمسية الفوق بنفسجية ولا تسمح ألا بنفاذ جزء صغيرة جدا منها ولولا و وجود طبقة الأوزون هذه و امتصاصها لهذه الأشعة القاتلة لكانت شدة هذه الإشعاعات مهلكة لجميع من في الأرض



ينتج غاز الأوزون من اتحاد الأكسجين الجزئي O2 الموجود في طبقة الستراتوسفير مع الأكسجين الذري O1 الناتج من تفكك الأكسجين الجزئي عن طريق الأشعة الفوق البنفسجية القادمة من الشمس عند الطول الموجي(320-243) نانومتر وفقاً للتفاعل التالي شكل(7):





O2+hv-->O+O



ويمكن لتلك الذرات أن يعاد اتحادها مباشرة مع بعضها البعض مكونتا الأكسجين الجزئي ليتولد غاز الأوزون



O2+O-->O3



فبالرغم من أن الأشعة فوق البنفسجية تعمل علي فصل و تفكيك غاز الأوزون فان الأوزون سيعاد تكوينه وفقاً للتفاعل التالي:


O3+hv --> O2+O


O+O2--> O3


O+O3--> O2+O2



تمثل طاقة الأشعة الفوق بنفسجية. hv

يعتبر امتصاص الإشعاع الشمسي بواسطة الأوزون مصدر من مصادر الطاقة, والتسخين للغلاف الجوي و المسؤولة عن ارتفاع درجات الحرارة في طبقة الستراتوسفير.

تفصل الستراتوبوز هذه الطبقة عن الطبقة التي تليها وهي الميزو سفير.



3 . طبقة الميز وسفير-الطبقة الوسطي mesosphere

وهي الطبقة التي تلي طبقة الستراتوسفير وتمتد من ارتفاع 56 كلم إلى حوالي 90 كلم فوق سطح البحر اي بسمك حوالي 24 كلم. تتميز هذه الطبقة بتناقص مضطرب في درجات الحرارة مع الارتفاع حتى تصبح الحرارة في أعلى هذه الطبقة منخفضة جداً حوالي 100 درجة مئوية تحت الصفر والتي تعتبر أقل درجة حرارة في الغلاف الجوي في أعلى هذه الطبقة. في طبقة الميز وسفير يتم احتراق الشهب الكونية القادمة إلى الأرض و التي تصل إلى سطح الأرض على هيئة نيازك صغيرة نسبياً. في الغالب يستخدم علماء الأرصاد الجوية هذه الطبقة في إرسال ووضع المناطيد الخاصة بهم التي تطلق يومياُ من الأرض لأخذ بعض المعلومات عن الغلاف الجوي كأجهزة Radiosnode شكل( .





تصل كثافة الغلاف الجوي في هذه الطبقة حوالي 0.0007 % من كثافة الغلاف الجوي عند سطح الأرض وهذه الكثافة هي في حقيقة الأمر متغيرة نتيجة المتغيرات التي تحصل في هذه الطبقة بسبب التغير في النشاط الشمسي. تفصل الميزيوبوز طبقة الميز وسفير عن الطبقة التي تليه الايونوسفير ويطلق العلماء على منطقة الستراتوسفير و الميز وسفير مع الستراتوبوز و الميزيوبوز الغلاف الجوي الأوسطMiddle Atmosphere .





4 الطبقة المتأينة الايونوسفيرIonosphere

تمتد طبقة الايونوسفير من ارتفاع حوالي 90 كلم إلى حوالي 775 إلى 1000 كلم عن سطح البحر أي بسمك يصل بين 685 إلى 910 كلم . سميت هذه الطبقة بالطبقة المتأنية لأنها تحتوي على كميات كبيرة من الأكسجين والنيتروجين المتأين( التأين هو فقدان ذرات المواد لبعض من الكتروناتها). إن السبب الرئيسي في تأين مكونات هذه الطبقة هو امتصاص غازات طبقة الايونوسفير للأشعة السينية والأشعة الفوق البنفسجية القادمة و الموجودة في الإشعاع القادم من الشمس حيث تعمل هذه الأشعة ذرة أكسجين على اقتلاع إلكترونات ذرات هذه الغازات وترك ذراتها في حالة تأين شكل(9).





نظراُ للتأين الشديد لذرات غازات هذه الطبقة فإننا نجد دائماً أن الايونوسفير مشحونة بالكهرباء الأمر الذي يودي إلى ارتفاع كبير في درجة حرارتها. تبلغ درجة الحرارة على ارتفاع 160 كلم حوالي 343 درجة مئوية , ثم ترتفع مع الزيادة في الارتفاع إلى حوالي 1000 درجة مئوية , إلا انه عندما نبدأ بالاقتراب من أعلى الايونوسفير فان الحرارة تأخذ بالانخفاض بدرجة كبيرة بحيث لا تتجاوز الحرارة عند سطحها حوالي 1,25 درجة مئوية.


إن وجود عدد كبير من الإلكترونات والأيونات في هذه الطبقة جعل هناك إمكانية في أن تكون طبقة الايونوسفير طبقة عاكسة لموجات الراديو و اللاسلكي الطويلة التي يزيد طولها الموجي عن 15 متر ,الآمر الذي يساعد على إرسال إشارات الراديو من مكان إلى أخر على سطح الأرض فلو لم تكن هناك طبقة الايونوسفير في الغلاف الجوي الأرضي لتعذر الاتصال اللاسلكي بالأمواج الراديوية ولانطلقت هذه الأمواج ونفذت في الفضاء الخارجي.


تختلف درجة التأين في طبقة الايونوسفير من ارتفاع إلى آخر من يوم لأخر ومن شهر إلى شهر ومن فصل إلى فصل , و السبب في هذا الاختلاف هو ارتباط تكون طبقة الايونوسفير بالشمس وما يحدث بها من تهيجات وهدوء, هذا التغير في أحوال الشمس هو أيضا السبب في التشويش أو الانقطاع أحيانا في إرسال أو استقبال الموجات اللاسلكية و الراديوية على سطح الأرض وبناءًُ عليه فقد قسمت طبقة الايونوسفير إلى مجموعة من الطبقات بسبب الاختلاف في درجة تأينها وهذه الطبقات هي :

الطبقةD وهي تقع في الجزء الأسفل من الايونوسفير على ارتفاع 50-90 كلم ويوجد بها تركيز خفيف من الإلكترونات الحرة وهي بذلك تعكس الموجات الطويلة, الطبقة E وتقع على ارتفاع 90 إلى 150 كلم وهي أكثر تأينا من الطبقة D وتعكس الموجات ذات الأطوال المتوسطة .الطبقة F وتقع على ارتفاع من 150 إلى 400 كلم وهي الأكثر تأيناً من الطبقات السابقة وهي مفيدة في الاتصالات الراديوية. تتميز الطبقة E بأنها اقل شدةً في تأينها من الطبقة F الأمر الذي يجعلها تختفي في الليل مما يجعل من السهل التقاط موجات مختلفة من AM في الليل عنها في النهار شكل(10),





كذلك لا بد من ذكر أن الطبقتان Eو F تتأثران كثيراً بالنشاط الشمسي والانفجارات الشمسية المرتبطة بدورة الـنشاط الشمسي و التي يزيد فيها عدد البقع الشمسية و الانفجارات الشمسية وهذه الدورة تحدث كل11 سنة.




الغلاف الخارجي و الغلاف الأرضي المغناطيسي Exosphere

عند ارتفاعات أعلى من 400 كلم يصبح الغلاف الجوي خفيف والتصادم بين مكوناته قليلة بل نادرة ولن يكون هناك للحرارة والتوزيع الحراري معنى حيث تتميز هذه الطبقة بقلة كثافتها بحيث تستطيع الجزئيات المتحركة في هذا الارتفاع أن تتحرك إلى مسافة لا نهاية دون أن تصطدم ببعضها البعض وبالتالي تكون إمكانية هروبها من الجاذبية الأرضية كبيرة شكل(11).





بعد دراسة المعلومات التي حصلت عليها الأقمار الصناعية اكسبلورار 1,2.3,4 توصل العالم جيمس فان الن في عام 1958 م إلى أن الايونوسفير مغلفة بحزامين مغناطيسيين يبدأ الأول عند ارتفاع 775 إلى 1000 كلم و ينتهي أعلاه عند 13000 كلم كما يبدأ الحزام الثاني عند ارتفاع 13000 إلى 65000 كلم , حيث تبين له فيما بعد و بعد دراسات مستفيضة أن الحزامين عبارة عن حزام واحد يعرف اليوم بالغلاف المغناطيسي الأرضي Magnetosphere أو حزام فان الن شكل(12)Van Alen Belt .





يقترب الغلاف المغناطيسي من الأرض قرب القطبين مثل الطبقات الغازية السابقة بينما يكون أعلى ارتفاعاً فوق المنطقة الاستوائية. يتأثر الغلاف المغناطيسي كثيراً بالشمس حيث تعمل الرياح الشمسية القادمة من الشمس والتي هي في غالبيتها عبارة عن بروتونات وجسيمات مشحونة على الضغط على الجانب من الغلاف المغناطيسي المواجه للشمس و العمل على اندفاع الجزء الأخر منة أو الجزء الخلفي إلى مسافات كبيرة تصل إلى حوالي 5 مليون كلم مكونتاً الذيل الخلفي الطويل للغلاف المغناطيسي الأرضي شكل(13) .





يعمل الغلاف المغناطيسي بعد إرادة الله سبحانه وتعالى على حماية الأرض من الرياح الشمسية القادمة من الشمس بالإضافة حمايتها من الجسيمات المشحونة و العالية الطاقة من الأشعة الكونية القادمة من الفضاء الخارجي حيث يعمل على حرف وتغير مسارات هذه الأشعة بعيداً عن الأرض. بالإضافة إلى حرف هذه الجسيمات فان الغلاف المغناطيسي يتفاعل بعض الأحيان مع بعض الجسيمات المشحونة القادمة من الشمس و يدفعها عبر خطوط القوي المغناطيسية باتجاه القطبين مشكلةً التشكيلات الضوئية الجميلة المعروفة باسم الشفق القطبي Aurora و التي يكثر حدوثها في فترات النشاط الشمسي شكل(14).





بعض الظواهر المهمة في الغلاف الجوي


1. ظاهرة البيوت الزجاجية

إن وجود الأغلفة الجوية حول بعض الكواكب يعمل على حفظ سطوحها عند درجات حرارة متوسطة و معتدلة الأمر الذي يجعل الحياة ممكنة عليها, وهذا هو الحال في كوكب الأرض إذا يعمل الغلاف الجوي الأرضي عمل البيوت الزجاجية المستخدمة لأغراض الزراعة والتسخين حيث يحفظ الطاقة الشمسية التي تخترقه من النفاذ منه مره أخرى مما يودي إلى رفع درجة حرارة سطح الأرض ويجعلها مستقرة.

وفكرتها كآلاتي: تشع الشمس طاقة في غالبيتها تكون في الجزء من الطيف بين 0.4-0.7 ميكروميتر تعمل بعض الغازات الموجودة في الغلاف الجوي و التي تعرف بغازات البيوت المحميةGreen House Gases و التي يعتبر غاز ثاني أكسيد الكربون واحدا ًمن أهمها, بامتصاص جزء من الإشعاع القادم بينما يعبر جزء من هذا الإشعاع دون أن يمتص ويصل إلى الأرض حيث يعمل هذا الإشعاع على تسخين ورفع درجة حرارة سطح الأرض وكما هو معروف فيزيائياً أن الجسم الأسود( تعتبر الأرض فيزيائياً جسم اسود) هو جسم مشع وممتص جيد للحرارة حيث تمتص الأجسام السوداء الأشعة تحت الحمراء الساقطة عليها وبذلك ترتفع درجة حرارتها فيسخن ونتيجة للسخونة فإن الأجسام السوداء تصدر أيضا أشعة غير مرئية (تحت الحمراء) ولكن بأطول موجية أطول من الموجود في الإشعاع الشمسي, وعلية فان الأشعة الحمراء الصادرة من الجسم الأسود لا تستطيع النفاذ من سطح الأرض بسبب طولها الموجي وكذلك أيضا بسبب امتصاص غاز ثاني أكسيد الكربون وغازات أخرى لهذا الإشعاع المرتد وبالتالي ينعكس ويرتد إلى سطح الداخلي مرة أخرى ويمتصها الجسم الأسود مرةً أخرى وبذلك ترتفع درجة حرارتها اكثر وبهذا تتجمع الحرارة في الجسم الأسود وترتفع درجة حرارتها اكثر فأكثر شكل(15).





إن الكواكب التي لها أغلفة جوية تكون درجة حرارة سطوحها أعلى من تلك التي تفتقر الغلاف الجوي بسبب هذه الظاهرة. وتجدر الإشارة أن الغيوم تعمل على الحفاظ على درجة حرارة الأرض من الانخفاض ليلاً. ففي ليالي الشتاء الغائمة لا تنخفض درجة الحرارة بشدة بسبب حفظ الغيوم للإشعاعات تحت الحمراء الصادرة عن الأرض قريباً من سطحها. بينما في الليالي الخالية من الغيوم فان درجة الحرارة تنخفض بشدة و ذلك لفقدان الأرض كميات كبيرة من الإشعاعات تحت الحمراء بعيداً عن سطحها و يتكون في بعض الأحيان نتيجة لذلك الصقيع حيث تساهم السحب و الغيوم أيضا في تسخين الأرض.




ثقب الأوزون Ozone Hole

خلال ال خمسة عشر سنة الأخيرة وجد أن طبقة الأوزون حصل لها تحلل depletion و اختلاف في توازن مكوناتها الكيميائية والسبب الرئيس في ذلك هو التصاعد المستمر للمواد الكيمائية الناتجة من المصانع التي عملها الإنسان على سطح الأرض والمكونة في الغالب من عنصر الكلورين مثل (CFS) والمركبات الكيميائية التي تحتوي على البرومين والهيدروجين وكذلك أكسيد النيتروجين. مركبات CFC هي في الغالب ناتجة من منتجات صناعية كأنظمة التبريد( غاز الفريون) أجهزة التكييف.... . أما أكسيد النيتروجين فهو ناتج من الانبعاث الغازي من الطائرات.

هذه المواد الكيميائية المتصاعدة إلى أعالي الغلاف الجوي سوف تتفاعل مع الأكسجين الموجود في الستراتوسفير الأمر الذي سيودي إلى اضطراب وعدم توازن في عملية إنتاج الأكسجين الجزئي المستخدم في تكوين غاز الأوزون وبالتالي فان ذلك سيؤثر علي عملية إنتاج غاز الأوزون , الأمر الذي سيودي في النهاية إلى تحلل في كمية غاز الأوزون. وهذا يعني أننا سنفقد جزءً من فوائد هذه الطبقة الأمر الذي سيودي إلى تعرضنا إلى المزيد من الأشعة الفوق بنفسجية الضارة و التي تعتبر من أهم مسببات مرض سرطان الجلد, هذا بالإضافة إلى تأثيرها علي بعض المنتجات الزراعية.




الاحتباس الحراريGlobal Warming

كما ذكرنا في وصف ظاهرة البيوت الزجاجية هناك غازات كثاني أكسيد الكربون CO 2 وبخار الماء والميثان تعمل على امتصاص الأشعة الحمراء من الإشعاع الشمسي الواصل إلى الأرض وعكس جزء منه على سطح الأرض وجعل درجة حرارة الأرض مستقرة نسبياً و الحياة ممكنة بإذن الله.


ولكن اكتشف العلماء في السنوات الأخيرة إلى أن هناك زيارة في تركيز ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي نتيجة لحرق بعض المواد على سطح الأرض وتصاعد الغازات ودخان المصانع بصف مستمرة شكل(16)





حيث توصلوا إلى أن الزيادة في تركيز ثاني أكسيد الكربون تعمل على زيادة درجة حرارة الغلاف الجوي, وكذلك توصلوا إلى أن تركيز ثاني أكسيد الكربونCO2 سيزداد الضعف بنهاية القرن الحالي. حيث توصلت النماذج الرياضية الموضوعة حالياً أنه بحلول عام 2100 م(17) سوف ترتفع درجة الحرارة إلى حوالي 2 درجة مئوية الأمر الكافي لتغير مناخ الأرض وزيادة مستوى المياه على سطح الأرض.





الأرض بدون الغلاف الجوي:

هناك الكثير و الكثير من الأمور و الخصائص المهمة للغلاف الجوي و التي لا يسع المجال هنا للحديث عنها وقد أصبحت دراسة الغلاف الجوي الأرضي و التغيرات التي تحصل له محل اهتمام كبير لدي العلماء و المختصين في هذا المجال, فبالإضافة إلى دراسة الغلاف الجوي من الأرض توجهت الكثير من مراكز الأبحاث العالمية إلى دراسة الغلاف الجوي عن طريق الأقمار الصناعية المرسلة لهذا الغرض شكل(18)





والآن لنتصور أن كوكب الأرض ليس له غلاف جوي فببساطة لن يكون للحياة وجود على سطح الأرض, فحرارة الشمس ستعمل على تبخر جميع المحيطات و البحار و الأنهار ولن يكون هناك توازن للحياة على سطح الأرض ولن يكون هناك نباتات تستهلك ثاني أكسيد الكربون, كما أن الأشعة الشمسية بجميع أطوالها الموجية ستصل إلى الأرض و ستدمر الشهب و النيازك جميع أنواع الحياة على سطح الأرض إن بقي هناك حياة .

فتبارك الله احسن الخالقين .

كوكب



كوكب الأرض كما يشاهد في الفضاء. ليس هناك لرائد الفضاء في دورانه حول الأرض، أعلى أو أسفل، شمال أو جنوب. ولذلك قد تظهر إفريقيا على اليمين، وقارة القطب الجنوبي على اليسار، والمحيط الأطلسي في الأعلى، والمحيط الهادئ في الأسفل.
الكوكب planet أحد الأجسام التسعة الضخمة التي تدور بعيدة حول الشمس. والكواكب هي عطارد والزهرة والأرض والمريخ والمشتري وزحل وأورانوس ونبتون وبلوتو. ويعد بلوتو بشكل عام أكثرها بعداً عن الشمس. وبالرغم من ذلك، فقد حدث بين 23 يناير 1979م و11 فبراير 1999م ما توقعه الفلكيون بأن يؤدي تغير مسار هذا الكوكب إلى اقترابه من الشمس أكثر من كوكب نبتون. فمدار بلوتو البيضاوي الطويل يجعله يدور في مسار نبتون لمدة عشرين سنة كل 248 سنة. وتشكل الشمس والكواكب مع توابعها ـ الأقمار والأجسام الصغيرة التي تدعى بالكويكبات والمذنبات والنيازك ـ النظام الشمسي.





وتبدو الشمس والنجوم الأخرى كُرات لامعة عملاقة من الغازات الحارة؛ أما الكواكب فهي أجسام داكنة وأصغر كثيراً من الشمس، ومن معظم النجوم الأخرى. ويتمثل الاختلاف الرئيسي بين النجوم والكواكب في أن النجوم تنتج حرارتها وضوءها، أما الكواكب فلا تقوم بذلك. ويأتي كل الضوء والحرارة اللذين يصلان إلى الكواكب تقريباً من الشمس. ويمكن رؤية الكواكب فقط بسبب عكسهـا ضـوء الشمس. وخمسة من الكواكب (عطارد والزهرة والمريخ والمشتري وزحل) تكون متألقة بشكل يكفي لرؤيتها من الأرض بدون مساعدة التلسكوب.

تتشابه النجوم والكواكب كثيراً في سماء الليل، ولكن هناك طريقتين لتمييز بعضها عن بعض: أولاً، تلمع الكواكب بشكل ثابت، إلا أن النجوم تومض وتتألق. ثانياً، تتحرك الكواكب حول النجوم؛ وقد لوحظت هذه الحركة في البداية من قبل اليونانيين القدماء، الذين سمّوا الأجسام المتحركة الكواكب. ووجد الفلكيون المعاصرون الذين استعملوا التلسكوب طريقة ثالثة لتمييز النجوم عن الكواكب، حيث أثبتوا أنّ جميع الكواكب تظهر على شكل أقراص ـ ماعدا بلوتو. ولكن النجوم تظهر دائماً على شكل نقاط من الضوء، بمساعدة التلسكوب المركز جيداً.

وتختلف الكواكب بشكل كبير في حجمها وبعدها عن الشمس. وتزن كلها معاً أقل من جزء من المائة من كتلة الشمس. ويبلغ قطر المشتري، وهو أكبر الكواكب، حوالي عُشر قطر الشمس، مع أن المشتري أكبر 45 مرة من كوكب بلوتو وهو أصغر الكواكب. و تتماثل الأرض والكواكب الثلاثة الأخرى الأقرب إلى الشمس في الحجم تقريباً. وتدعى هذه الكواكب بالكواكب الأرضية، أو الكواكب الداخلية. وتسمى الكواكب الأربعة الكبيرة بالكواكب العملاقة أو الرئيسة، وتكون أكثر بعداً عن الشمس. وغالباً ماتدعى الكواكب العملاقة مع بلوتو بالكواكب الخارجية.

ويرى الفلكيون ـ افتراضًا ـ لو أن النظام الشمسي قد تقلّص بحيث تصبح الشمس بحجم كرة المضرب، ووضعت الشمس وسط حقل كبير، فإن جميع الكواكب الأرضية يمكن وضعها في الحقل على بعد 10,5م من الشمس. وسيكون المشتري ـ وهو أكبر الكواكب ـ بحجم حبة بازلاء قطرها 6,5 مليمتر على بعد 36,3م من الشمس. أما بلوتو، وهو أكثر بعداً من جميع الكواكب عن الشمس، فسوف يقع على بعد 275م من الشمس. وإذا استطاع مراقب النظر إلى الشمس الحقيقية من موقع كوكب بلوتو الحقيقي، فإنه لن يشاهد أكثر من نجم شديد الضياء.

ولايعتقد الفلكيون الآن بوجود أي كوكب آخر في النظام الشمسي وراءكوكب بلوتو. ولكنهم واثقون إلى حد ما أن الكثير من النجوم في الكون لها كواكب تدور حولها. ويوجد هناك مئات البلايين من النجوم في المجرّة (عائلتنا من النجوم متضمنة الشمس)، ومن الممكن رؤية أكثر من مائة بليون مجرة أخرى في الكون. وبفرض أن نجمًا واحدًا في كل مجرّة من هذه المجرّات يملك كوكباً مثل الأرض، وأن هناك حياة معقولة لواحد من كل مليون من هذه الكواكب، فسيكون هناك مائة ألف كوكب بها حياة نشطة.

فهرست [إخفاء]
1 كيف تتحرك الكواكب
1.1 الدوران حول الشمس
1.2 قانون كيبلر الثاني
1.3 قانون كيبلر الثالث
1.4 قانون بود
1.5 لدوران
2 الظروف المناخية على الكواكب
2.1 الحرارة
2.2 الغلاف الجوي
2.3 مظاهر السطح
3 لمحة تاريخية
3.1 اليونان القديمة إلى أوروبا في العصور الوسطى
3.2 عصر النهضة الأوروبية
3.3 القرن التاسع عشر
4 =القرن العشرين
4.1 القرن الواحد والعشرون
4.2 تعريف الكواكب الواقعة خارج المجموعة الشمسية
5 المجموعة الشمسية
5.1 كوكب قزم
6 كوكب خارج المجموعة
7 نشأة الكواكب
8 الكواكب الكونية الأخرى
9 تفسير تكوّن الكواكب
10 دراسة الكواكب
10.1 تفسير حركة الكواكب
10.2 الأرصاد المتطورة
11 المصادر
12 وصلات خارجية
كيف تتحرك الكواكب



مدارات الكواكب حول الشمس يحتاج توضيحها إلى شكلين، بسبب امتداد مدارات الكواكب الخارجية إلى خارج الصفحة، فيما إذا تم رسمها بنفس المقياس المستخدم لتلك الكواكب الداخلية.
تتحرك الكواكب والنجوم نحو الغرب عبر السماء عند رؤيتها من الأرض، ويجب على الشخص الذي يستعمل التلسكوب لمراقبة كوكب ما، أن يحوله باستمرار لكي يحافظ على الكوكب في مجال الرؤية. ومن ليلة لأخرى، ينحرف كل كوكب عن موقعه قليلاً نحو الشرق بالنسبة للنجوم. وفي أوقات معينة فإن الكوكب ينحرف ـ أحياناً ـ عن موقعه نحو الغرب. ولكنه يعود دائماً إلى انحرافه الشرقي المألوف.


الدوران حول الشمس
إذا كان باستطاعتنا النظر إلى أسفل نحو النظام الشمسي من الشمال، فسوف نرى أنّ معظم الكواكب تدور حول الشمس في نفس المستوى تقريباً في الفضاء. ويقول الفلكيون إن الكواكب تدور حول الشمس في نفس المستوى، باستثناء كوكبين، هما عطارد وبلوتو اللذان يتبعان مدارين يميل كل منهما بزوايا ملموسة عن هذا المستوى. ويميل مسار عطارد 7 درجات عن مستوى الدوران، أما بلوتو فيميل 17 درجة. وسنرى من موقعنا إلى الشمال من النظام الشمسي أن جميع الكواكب تدور حول الشمس عكس اتجاه عقارب الساعة. وقد نشر الفلكي والرياضي الألماني يوهانز كيبلر في بداية القرن السادس عشر ثلاثة قوانين عن حركة الكواكب، تصف مدارات هذه الكواكب.

قانون كيبلر الأول ينص على أن الكواكب تتحرك في مدارات إهليلجية. ونتيجة لذلك تكون الكواكب أقرب قليلاً إلى الشمس في بعض نقاط مدارها من نقاط أخرى. فمثلاً تكون الأرض على بُعد 147,100,000كم من الشمس في حضيضها الشمسي (نقطة من المدار تكون الأقرب إلى الشمس). وعلى بعد 152,100,000كم من الشمس في أوجها الشمسي (نقطة من المدار تكون الأبعد عن الشمس).



القانون الثاني لكيبلر يبين كيف يغطي الكوكب مساحات متساوية من مداره في فترات متساوية من الزمن. يدور الكوكب بسرعة أعلى قرب الشمس من أ إلى ب، عنه وهو بعيدًا عن الشمس، من ج إلى د.
قانون كيبلر الثاني
ويُدعى أيضاً بقانون المساحات. ويقول إن هناك خطاً وهمياً بين الشمس والكوكب يقطع مساحات متساوية من الفضاء في أزمنة متساوية. وعندما يكون الكوكب في أقرب نقطة له من الشمس فإنه يتحرك بأقصى سرعته. ففي زمن ما ـ عشرة أيام مثلاً ـ فإن الخط الذي يصل بين الكوكب والشمس يقطع مساحة عريضة وقصيرة من الفضاء، ولنسمِّها (المساحة 1). وعندما يكون الكوكب نفسه على أبعد مسافة من الشمس، فإنه يدور بأقل سرعة له. وفي فترة عشرة أيام، فإن الخط يقطع مساحة ضيقة وطويلة ً من الفضاء، لنسمِّها (المساحة 2). وبالرغم من أن أبعاد هذين الجزءين مختلفة، فإن القياسات الدقيقة تبيّن أن (المساحة 1) تساوي (المساحة 2).

قانون كيبلر الثالث
يقول إن الفترة المدارية للكوكب ـ الزمن اللازم لكي يدور مرة واحدة حول الشمس ـ تعتمد على متوسط البعد عن الشمس. وتبعاً لهذا القانون، فإن مربع الزمن ـ الفترة مضروبة مرة واحدة في نفسها ـ مقسوماً على مكعب المسافة ـ المسافة مضروبة مرتين في نفسها ـ يكون متساوياً بالنسبة لجميع الكواكب. وهكذا، ففي حالة وجود كوكب على مسافة تعادل أربعة أمثال بُعْد كوكب آخر عن الشمس، فإنه يلزمه ثمانية أمثال الزمن الذي يحتاجه الكوكب الآخر للدوران حول الشمس. وقد استخدم هذا القانون للمرة الأولى لإيجاد متوسط بعد الكوكب عن الشمس بعد أن قيست فترته المدارية.

قانون بود


centerمحاور الكواكب وقد تم تمثيلها بخطوط غامقة، وهي خطوط وهمية تدور حولها الكواكب. ولا يكون محور الكوكب عموديًا على مسار مدار الكوكب حول الشمس. ويميل بزاوية عن الوضع العمودي ممثلاً بالخط المقطع.
يوهان الرت بود عالم فلكي ألماني 1747ـ1826 م جاء في قانونه أننا إذا أعطينا للكوكب عطارد وهو أقرب كوكب للشمس رقم ( 00 )علينا أن نعطي الكوكب الذي يليه وهو الزهرة رقم ( 3 ) و أن نعطي للأرض رقم ( 6) وللمريخ رقم ( 12 ) وللكويكبات رقم ( 24 ) وهكذا للكواكب الأخرى زيادة هندسية

وعندما نضيف الرقم (4) إلى الرقم الذي أعطيناه لكل كوكب ونقسم الناتج على (10) فنكون حصلنا على بعد الكوكب عن الشمس مقدراً بالوحدة الفلكية المساوية لبعد الأرض عن الشمس وقدره (149,6 )مليون كيلومتر

وقد كانت نتائج قانون بود قريبة جداً من القياسات الحديثة والاختلافات البسيطة ربما حدثت بسبب عوامل فلكية منها تأثير جاذبية الكواكب بعضها لبعض باستثناء كوكبي بلوتو ونبتون وارجع ذلك إلى سبب الشذوذ الذي يتبعه كوكب بلوتو وتأثير ذلك الشذوذ على نبتون حيث يتقاطع مداره مع مدار نبتون

كما كان لقانون بود دور كبير في اكتشاف الكويكبات

لدوران
يدور كل كوكب حول نفسه، عند دورانه حول الشمس. وتبلغ فترة الدوران ـ الزمن اللازم لكل كوكب بمفرده لإتمام دورة كاملة ـ أقل من عشر ساعات للمشتري ونحو 243 يوماً للزهرة. وتدور الأرض حول نفسها مرة كل 24 ساعة، أو في يوم واحد. انظر: الأرض.

يدور كل كوكب حول محور دوران، وهو خط وهمي يعبر مركزه، لايوجد لأي كوكب محور دوران يكون عمودياً تماماً (بزاوية 90 درجة) على مسار مداره. ويميل محور كل كوكب بزاوية عن الموقع العمودي. فمثلاً، يميل محور الأرض بحوالي 23,5 درجة بعيداً عن الخط العمودي. وللكواكب الأخرى زوايا مختلفة لميل محاورها. كذلك يميل محور عطارد بزاوية أقل من درجة واحدة، وبمعنى آخر فهو عمودي تقريباً على مداره. كما يميل محور أُورانوس بحوالي 98 درجة، بحيث يقع محوره موازياً تقريباً لمستوى مسار مداره. ويميل محور الزهرة حوالي 178 درجة، مما يعني أن القطب الشمالي والجنوبي لهذا الكوكب قد انعكسا تقريباً بالمقارنة مع الكواكب الأخرى مثل الأرض والمريخ. ويؤدي ميل محور الكوكب في البداية إلى توجيه قطب واحد نحو الشمس ومن ثم القطب الآخر أثناء دوران الكوكب، وهذا يؤدي إلى تفاوت حرارة الكوكب ونشوء الفصول.

الظروف المناخية على الكواكب

تختلف الظروف المناخية على الكواكب بشكل كبير من ناحية درجة الحرارة والغلاف الجوي وتضاريس السطح وطول الليل والنهار، إضافة إلى بعض الظروف الأخرى التي تعتمد على ثلاثة عوامل:

1- بعد الكوكب عن الشمس

2- الغلاف الجوي للكوكب،

3- دوران الكوكب.


الحرارة
يتلقى الكوكب الأقرب إلى الشمس حرارة أكثر من الكوكب البعيد عنها. وترتفع الحرارة على الكوكب الأقرب، عُطارد، إلى حوالي 340°م أثناء النهار. أما على الأرض التي تبعد بحوالي 2,5 مرة من بعد عطارد عن الشمس، فيكون معدل درجة حرارتها أثناء النهار حوالي 16°م. أما بلوتو الذي يبعد أكثر من مائة مرة من بعد عُطارد عن الشمس فمن الممكن أن تكون درجة حرارته أقل من -180°م.

ويتم تقدير الحرارة على الكوكب من قياس الأشعة تحت الحمراء ـ موجات حرارية ـ والموجات الراديوية التي يصدرها الكوكب. و يصعب إجراء هذه القياسات لأجسام ذات حرارة منخفضة. ولهذا السبب فإن تقديرات درجة حرارة الكواكب الباردة أقل دقة من تقديرات الكواكب الدافئة.


الغلاف الجوي
هو مزيج الغازات الذي يحيط بالكوكب. ويتألف الغلاف الجوي للكواكب الأرضية بشكل رئيسي من غاز ثاني أكسيد الكربون والنيتروجين. كما يتألف الغلاف الجوي للكواكب الرئيسة غالباً من الهيليوم والهيدروجين والميثان والنشادر. والأرض هي الكوكب الوحيد الذي توجد في غلافه الجوي كمية كبيرة من الأكسجين.

وقد حدّد الفلكيون أنواع غازات الغلاف الجوي للكوكب بتحليل الضوء والموجات الراديوية والإشعاعات الأخرى الآتية من الكوكب. تمتص الكيميائيات المختلفة أجزاء مختلفة من هذه الإشعاعات، وهكذا يستطيع الفلكيون عن طريق ملاحظة الأجزاء المفقودة، التوصّل إلى الكيميائيات الموجودة في غلافه الجوي.

يعتمد ضغط الغلاف الجوي ـ القوة الناتجة عن وزن الغازات ـ على سطح الكوكب على كمية الغاز في الغلاف الجوي. ويملك الغلاف الجوي الأرضي كمية كافية من الغاز لإعطاء ضغط يصل إلى 1,03 كجم/سم². ولكن الغلاف الجوي للمريخ يحتوي على كمية قليلة من الغاز بحيث يكون ضغطه السطحي حوالي 1/150 من ضغط الأرض. وفي الغلاف الجوي للزهرة كمية كبيرة من الغاز يبلغ ضغطه السطحي 90 مرة من قيمة الضغط على الأرض.

ويستطيع الفلكيون تقدير كمية الغاز في الغلاف الجوي للكوكب بقياس كيفية تغّير الحرارة خلال الغلاف الجوي. وهناك طريقة أدق إلا أنها أكثر صعوبة، وذلك بقياس تّغيرات الموجات الراديوية المرسلة في الغلاف الجوي للكوكب لدى عبور سفينة فضاء.



تـتـفاوت حجوم الكواكب من المشتري، الذي يبلغ قطره حوالي 11 مرة قدر قطر الأرض، إلى بلوتو ذي القطر الأقل من خُمس قطر الأرض
مظاهر السطح
تشمل المظاهر السطحية لكوكب شبيه بالأرض، الجبال والوديان والبحيرات والأنهار والمناطق المنبسطة والفوهات. ويتشكل سطح الكوكب الأرضي جزئياً بظروف الكوكب ذاته، وأيضاً بالتصادم مع النيازك. وليست للكواكب العملاقة سطوحٌ يمكن مشاهدتها من الأرض أو من الفضاء. وتتشكل كواكب المشتري وزُحَل وأورانوس ونبتون في معظمها من الغازات والجليد. وعند مراقبتنا لأقراص هذه الكواكب فكل ما نراه هو الطبقة العلوية من أغلفتها الجوية. ويكون الغلاف الجوي للكوكب العملاق عميقاً جداً. وقد أثبت الفلكيون حسابياً أنه يوجد في المركز الفعلي للكواكب العملاقة نواة صخرية بحجم الأرض، وهذه النواة محاطة بالهيدروجين السائل، الذي يسلك تحت مثل هذا الضغط المرتفع، سلوك الفلزات وينقل التيارات الكهربائية القوية.

مرحلة جديدة في اكتشاف الفضاء
رصد غلاف جوي حول كوكب خارج النظام الشمسي

كواكب المجموعة الشمسية
أتاح رصد العلماء للمرة الأولى غلافا جويا حول كوكب خارج نظامنا الشمسي بواسطة تلسكوب هابل الفضائي إمكانية بدء مرحلة جديدة في اكتشاف الفضاء. ويقول العلماء إن هذا الاكتشاف يعد الحدث الأهم منذ آخر مرة أعلن فيها عن اكتشاف كوكب وأنه خطوة أولى متواضعة في البحث عن الحياة خارج الأرض.

ويقع الكوكب الجديد الذي لم يطلق عليه العلماء اسما حتى الآن, على بعد حوالي 150 سنة شمسية من الأرض. وهو كوكب غازي حار يضاهي المشتري في حجمه, في كوكبة بيغاسوس (الفرس الأعظم).

ويكمل الكوكب في فترة ثلاثة أيام ونصف اليوم دورة حول شمس شبيهة بشمسنا لكنها أكثر سطوعا منها بخمسمائة مرة وأطلق عليها اسم (إتش دي 209458). وتم اكتشاف وجود الكوكب في عام 1999 ولكنها المرة الأولى التي يتم التحقق فيها من وجود غلاف جوي حوله.

وخلافا لغيره من الكواكب المكتشفة حديثا يسير الكوكب حول نجمه (إتش دي 209458) في مدار يمر قبالة شمسه في نقطة يمكن مراقبتها من الأرض وتسمى نقطة مرور "انتقالية". وبالمثل فإن مرور كوكب الزهراء في هذه النقطة قبالة شمسنا هو الذي أتاح للفلكيين قبل 300 سنة معرفة كونه محاطا بغلاف جوي كثيف, وكان أول اكتشاف من نوعه يتعلق بكوكب آخر.

وأكد ديفيد شاربونو, عالم الفلك في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا بباسادينا, لدى إعلان الاكتشاف أثناء مؤتمر صحافي في مقر وكالة الفضاء الأميركية (ناسا) في واشنطن, على أنه "يفتح عهدا جديدا من الاكتشافات الفضائية حيث يمكننا أن نباشر مقارنة الأغلفة الجوية للكواكب التي تدور حول نجوم أخرى" غير شمسنا.

وشهد اكتشاف الكواكب خارج نظامنا قفزة كبيرة منذ عام 1995 مع الاكتشافات التي حققها ميشال مايور من مرصد جنيف. وأمكن منذ ذلك الحين اكتشاف حوالي سبعين كوكبا خارج نظامنا, حوالي 15 منها من نوع "المشتري الحار". لكنها المرة الأولى التي يتم فيها التحقق من إحاطة أحدها بغلاف جوي.

وقال شاربونو إن الحرارة على الكوكب "مرتفعة جدا" وتصل إلى 1100 درجة مئوية. فخلافا للمشتري, يوجد هذا الكوكب على مسافة قريبة جدا من شمسه, على بعد 6.4 ملايين كيلومتر "فقط".

غير أنه لايزال يتعين على العلماء أن يبحثوا عن عناصر أخرى كثاني أكسيد الكربون وبخار الماء والميثان والبوتاسيوم, تتيح لهم تحديد قابلية الحياة على الكوكب الجديد. هذا على الرغم من أنه تم بفضل إجراء دراسة أولية للتركيبة الكيميائية للغلاف, رصد الهيدروجين والهليوم وآثار الصوديوم فيه.


الانبعاث الحراري لكوكب المريخ
فقد سمحت الصور التي التقطها هابل الموجود في المدار حول الأرض باكتشاف وجود سحب على ارتفاع عال والصوديوم في الجو الكثيف للكوكب الذي تفوق كتلته كتلة المشتري 70 مرة, أي 220 مرة كتلة الأرض.

ولتحليل الغلاف الجوي للكوكب استخدم العلماء تقنية "قياس الطيف" لدى مرور الكوكب قبالة شمسه عبر النقطة "الانتقالية" التي يمر بها كل ثلاثة أيام ونصف اليوم.
وتمكن العلماء من تحليل تغيرات الطيف الشمسي لدى مرور الأشعة عبر غلاف الكوكب.

ويقوم محلل الطيف بتجزئة الضوء إلى موجاته الأساسية والتي تظهر بألوان مختلفة. ويمتص كل عنصر كيميائي في الجو أشعة الشمس بصورة مختلفة, تاركا ما يسمى "بصمة طيفية" يمكن من خلالها التعرف عليه. فالصوديوم على سبيل المثال يظهر في الجزء الأصفر إلى الأخضر من الطيف.

وقال تيموتي براون من مركز البحث الجوي الوطني في بولدر, في كولورادو, إن جو الكوكب "كثيف جدا" بما لا يسمح بوجود حياة عليه كتلك التي نعرفها على الأرض. وأضاف "نسبة الصوديوم التي وجدناها هي نصف ما كنا نتوقعه".

وأكد عالم الفلك جان شنايدر من مرصد مودون الفرنسي أن الاكتشاف يعد "الحدث الأهم منذ آخر مرة أعلن فيها عن اكتشاف كوكب" ووصفه بأنه "خطوة أولى متواضعة في البحث عن الحياة خارج الأرض".

ومن جهته قال فرانسيس روكار من إدارة البرامج في المركز الوطني لدراسات الفضاء في فرنسا "إنها المرة الأولى التي يتم فيها تحليل تركيبة غلاف كوكب خارج نظمنا. لم نكن نحصل من قبل إلا على معلومات حول الكتلة وبعد الكوكب عن شمسه". وأضاف "أن طريقة التحليل ملفتة, خصوصا وأن تلسكوب هابل لم يكن أصلا معدا لهذا النوع من الأبحاث".

ويعيد الاكتشاف طرح نقاش بخصوص إمكان وجود حياة خارج الأرض, ويقول جان شنايدر إن الرهان يقوم على اكتشاف كواكب صغيرة تسير في مدارات شبيهة بمدارات الأرض. وستكون تلك واحدة من مهمات مرصد كورو الذي سيضعه المركز الوطني لدراسات الفضاء في الخدمة عام 2004. وفي عام 2008 قد يتمكن التلسكوب الأميركي كبلر من رصد كواكب ذات مدارات شبيهة بمدار الأرض وتتيح حرارتها وجود المياه عليها, لأن وجود الماء يعني وجود الحياة.

وقال العالم ألان بوس, من مؤسسة كارنيجي في واشنطن "إنه اكتشاف كبير. قد نعثر في المستقبل في كواكب أخرى على ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء والأوزون والميثان, بما يتيح لنا الاستنتاج بقابلية الحياة عليها, إن لم تكن موجودة أصلا".

( المجموعة الشمسية )

ما زال أصل المجموعة الشمسية وطريقة تحول السديم الهيدروجيني إلى ‏شمس تدور حولها الكواكب والكويكبات والمذنبات منذ ما يقرب من 4.57 ‏مليارات سنة لغزًا من ألغاز الفيزياء الفلكية حتى الآن، وباستخدام تكنولوجيا ‏الفضاء الحديثة يحاول علماء الفضاء الكشف عن هذا اللغز وفك طلاسم أصل ‏المجموعة الشمسية خلال العقد الأول من هذا القرن.‏
ومن قاعدة "كويرو" من "جيانا" الفرنسية بأمريكا اللاتينية وبالتحديد يوم ‏‏21 يناير عام 2003 سوف ينطلق صاروخ "أيريان – 5 " الفرنسي، حاملاً معه ‏سفينة الفضاء "رشيد" ومعها مركبتان فضائيتان صغيرتان: إحداهما تسمى ‏شامبليون، والأخرى تسمى رولند؛ وذلك في مهمة علمية فضائية لاستكشاف ‏المذنب المسمى "ويرتانين 46 ب"، والكويكبين "أوتارا" و"سيوة".‏
وفي نوفمبر من عام 1993 قررت وكالة الفضاء الأوروبية ‏ESA‏ في ‏برنامجها الفضائي أفق 2000 أن ترسل سفينة فضائية لاستكشاف المذنب ‏ويرتانين 46ب والكويكبين أوتاورا وسيوة (نسبة إلى واحة سيوة المصرية)، ‏ولقد سميت سفينة الفضاء باسم رشيد ‏Rosetta‏ والمركبة الفضائية التابعة لها ‏باسم شامبليون تيمنًا وتفاؤلاً واستبشارًا بحجر رشيد والعبقري شامبليون في ‏مهمة علمية فضائية لفك طلاسم أصل المجموعة الشمسية في القرن الحادي ‏والعشرين.‏
والمذنبات هي أحد أعضاء المجموعة الشمسية، وهي تأتي من حزام بعيد ‏يسمى حزام أورت (نسبة للعالم الألماني أورت)، يبعد كثيرًا عن الشمس وعن ‏آخر كواكب المجموعة الشمسية بلوتو. والمذنبات تتكون أساسًا من ثلج ملوث ‏بالتراب، وتدور حول الشمس في دورات تختلف من مذنب لآخر. وعند اقترابها ‏من الشمس فإن نواة المذنب (رأسه) تصبح أكثر لمعانًا، ونتيجة للإشعاع ‏الشمسي فإن هذا الثلج يبدأ في الذوبان مكونًا ذيلاً طويلاً وراء رأس المذنب ‏الثلجية، ثم ينشق الذيل إلى جزأين الذيل الغازي لأنه مكون من غازات والذيل ‏الترابي لأنه مكون من تراب.‏
وتأتي أهمية دراسة المذنبات إلى أنها تحتوي على مواد طيارة ومواد ‏عضوية، ومن المحتمل أنها المسئولة عن نقل الحياة من جرم لآخر داخل ‏المجموعة الشمسية إذا كانت الظروف الطبيعية تسمح بقيام الحياة في هذه ‏الأجرام، كما أن مكوناتها تلقي الكثير من الضوء على طريقة تكون المجموعة ‏الشمسية التي تكثفت من سديم هيدروجيني منذ حوالي 4.57 مليارات سنة.‏
والمذنب ويرتينان 46ب تم اكتشافه في 15 يناير عام 1948 عن طريق ‏مرصد ليك، بواسطة العالم الفلكي كارل ويرتينان؛ لذلك سُمي على اسم مكتشفه، ‏وكان قد اقترب من كوكب المشتري إلى 0.28 وحدة فلكية عام 1972 و0.46 ‏وحدة فلكية عام 1984 (الوحدة الفلكية هي متوسط المسافة ما بين الشمس ‏والأرض وتبلغ مائة وخمسين مليون كيلو متر).‏
وكانت أقرب مسافة ما بينه وبين الشمس هي 1.63 وحدة فلكية عام ‏‏1972 و1.06 وحدة فكلية عام 1984، وتغيّرت فترة دورانه حول الشمس من ‏‏6.71 سنوات إلى 5.46 سنوات. وهو ينتمي إلى مجموعة من المذنبات تُسمى ‏مذنبات المشتري وهي تتميز بأن دوراتها حول الشمس قصيرة بالمقارنة ‏بالمذنبات الأخرى كالمذنب هالي الذي يزورنا مرة كل 76 عاما، وقد زارنا ‏خلال هذا القرن مرتين: إحداهما في 1910 والأخرى في 1986.‏
ولقد تم رصد المذنب ويرتانين 46ب خلال النصف الثاني من عام 1996 ‏بواسطة علماء وكالة الفضاء الأوربية ‏ESA، ومن هذه الأرصاد تم تحديد ‏نصف قطره بحوالي سبعمائة متر فقط، ويتبخر منه الثلج الملوث بالتراب بمعدل ‏‏10 28 جزيء ماء في الثانية (أي مائة مليار مليار مليار جزيء ماء في ‏الثانية).‏
أما الكويكبات فهي أجسام صلبة تترواح أحجامها ما بين حبة الرمل إلى ‏كتل صخرية هائلة تبلغ أبعادها عدة مئات من الكيلومترات. فهناك مائتا كويكب ‏تزيد أبعادها عن مائة كيلو متر، وخمسمائة كويكب تترواح أبعادها ما بين ‏خمسين إلى مائة كيلو متر، والأغلبية أقل من خمسين كيلو مترًا، ولا يمكن ‏مشاهدة الكويكب بالتلسكوب من الأرض إذا كانت أبعاده أقل من مائة وخمسين ‏مترًا. هذه الكويكبات جاءت نتيجة انفجار كوكب كان في المسافة بين المريخ ‏والمشتري على بعد 2.8 وحدة فلكية من الشمس؛ لذلك فإن هذه الكويكبات تدور ‏حول الشمس على نفس المسافة.‏
أما الكويكبات التي في حجم الرمل فقد تم رصدها عن طريق سفينة ‏الفضاء الأمريكية ماريتر في السبعينيات. هذه الكويكبات تتحرك أحيانا في ‏الفضاء كأجسام ضالة، وهي المصدر الأساسي للشهب التي تحترق في الغلاف ‏الجوي للأرض والنيازك التي يمكن أن يصل بعضها لسطح الأرض والتي من ‏الممكن أن تتسبب في كوارث ضخمة تؤدي إلى حرائق في الغابات أو طوفان ‏شديد للمياه، ويعتقد بعض العلماء بأن انقراض الديناصورات من على سطح ‏الأرض منذ 65 مليون عام كان نتيجة لاصطدام أحد هذه الكويكبات بالأرض.‏
والكويكبان أوتارا وسيوه هما اثنان من هذه الكويكبات، والتي ستقترب ‏منهما للغاية سفينة الفضاء رشيد لدراستهما عن قرب عندما تكون السفينة على ‏مسافة 2.8 وحدة فلكية من الشمس.‏
وسفينة الفضاء رشيد سوف تكون سفينة مدارية، بمعنى أنها سوف تدور ‏بصفة دائمة حول رأس المذنب لدراستها من بعد دون الهبوط عليها. أما ‏المركبتان الملحقتان بالسفينة رشيد وهما شامبليون التي ستصنعها وكالة الفضاء ‏الأمريكية ‏NASA، ورولند التي ستصنعها الهيئة الألمانية لأبحاث الفضاء ‏DLR، فسوف تهبطان على رأس المذنب لدراسته.‏
وسوف تحوي سفينة الفضاء أجهزة للاستشعار عن بعد عبارة عن ‏كاميرتين للتصوير في ألوان متعددة في طول موجي يتراوح ما بين 230 و ‏‏1000 نانوميتر، إحداهما في زاوية ضيقة وأخرى في زاوية واسعة، وقد سُمي ‏هذا النظام أوزوريس ‏OSIRIS‏ نسبة إلى الإله الأسطوري أوزوريس عند ‏قدماء المصريين.‏
كما سوف تحمل السفينة أجهزة أخرى للاستشعار عن بعد، منها جهاز ‏لطيف الأشعة فوق البنفسجية، وثان لطيف الأشعة المرئية وتحت الحمراء، ‏وثالث لطيف أشعة الميكروويف، وجهاز لقياس كتلة الأتربة وتحديد شكلها، ‏وأجهزة أخرى لقياس توزيع هذه الأتربة في الذيل من حيث الكتلة والكثافة، ‏وكذلك أجهزة أخرى لدراسة تفاعل الذيل الغازي والذيل الترابي مع وسط ما ‏بين الكواكب والرياح الشمسية، وذلك بتركيب أجهزة عليها لاستشعار الأيونات ‏والإلكترونيات وأجهزة لقياس المغناطيسية.‏
كما سيركب على السفينة رشيد أجهزة راديو لدراسة تركيب رأس المذنب ‏عن طريق موجات الراديو ولإجراء بعض التجارب في مجال علم الراديو؛ ‏لذلك فإن هناك طبق هوائيات (دش) عالي الكفاءة مركب على السفينة رشيد يبلغ ‏قطره 2.2 متر، كما ستقوم السفينة الأم رشيد بالدخول داخل الذيل الغازي ‏والذيل الترابي للمذنب، وأخذ عينات من هذه الغازات والأتربة وتحليلها عن ‏طريق محللات طيفية للغازات المتعادلة والمتأنية.‏
وسوف تعمل السفينة وكامل أجهزتها عن طريق تزويدها بكهرباء عن ‏طريق استخدام خلايا شمسية حديثة عالية الكفاءة، ويمكنها العمل في وسط قليل ‏الكثافة ومنخفض الحرارة كالفضاء الخارجي؛ لذلك فسوف يكون للسفينة جناحان ‏مركب عليهما الخلايا الشمسية، تبلغ مساحة كل جناح حوالي ثلاثين مترًا مربعًا ‏لتعطي طاقة كهربية مقدارها 850 وات عندما تكون على مسافة 3.4 وحدات ‏فلكية من الشمس، وطاقة كهربية مقدارها 353 وحدة فلكية عندما تكون على ‏مسافة 5.2 وحدة مفلكية من الشمس. وسوف تبلغ كتلة السفينة الكلية 810 كيلو ‏جرامات، أي أقل من طن واحد. وسوف يتم متابعة السفينة عن طريق المركز ‏الأوروبي للعمليات الفضائية ‏ESOC‏ بمدينة دارمشتات بألمانيا.‏
أما مهمة المركبتين شامبليون ورولند فسوف تكون الهبوط على نواة ‏المذنب (رأس المذنب) لأخذ عينات سطحية وتحت سطحية؛ للتعرف على نوع ‏العناصر الجزيئي والمعدني لهذه العينات، وتحديد خصائصها الديناميكية، ‏ودراسة المواد الطيارة والعضوية وتلك ذات العاكسية الكبيرة لضوء الشمس، ‏ودراسة الخواص الفيزيائية لكل هذه المواد بنواة المذنب وتفاعل الأتربة ‏والغازات عند انطلاقها من النواة نتيجة للإشعاع الشمسي؛ لذلك فإن مركبتي ‏الفضاء شامبيلون ورولند سوف تحملان معهما إلى سطح نواة المذنب الأجهزة ‏التالية:‏
‎•‎ مطيافًا يعمل بأشعة إكس. ‏
‎•‎ حفارًا صغيرًا لأخذ عينات من السطح وتحت السطح. ‏
‎•‎ محللاً للغازات لمعرفة تركيبها الكيميائي. ‏
‎•‎ كاميرات تصوير. ‏
‎•‎ أجهزة لقياس الكهربية والمغناطيسية لسطح النواة. ‏
‎•‎ أجهزة لرصد البلازما (الحالة الرابعة من المادة). ‏
كما سيكون لسفينة الفضاء رشيد بجانب دراسة المذنب إجراء دراسة على ‏الكويكبين أوتاورا وسيوة لمعرفة الخصائص العامة للكويكبات، ومنها تحديد ‏الخصائص الديناميكية وشكل السطح وتركيبه، وذلك عند اقترابها من كل منهما ‏أثناء رحلتها التي ستستغرق عشر سنوات ونصف في الفضاء وحسب البرنامج ‏الزمني الآتي:-‏
انطلاق الصاروخ أيريان – 5 من القاعدة ‏كويرو،‎ ‎حاملاً سفينة الفضاء رشيد للفضاء ‏الخارجي.‏ يناير عام 200321‏
الاقتراب من الكويكب أوتاورا‎ ‎لدراسته.‏ يوليو عام 200610‏
الاقتراب من الكويكب سيوه‎ ‎لدراسته.‏ يوليو عام 200824‏
بداية اللقاء مع المذنب ودراسته.‏ نوفمبر عام 201129‏
دراسة نواة المذنب عن قرب عندما تكون على ‏مسافة‎ ‎‏3.25‏‎ ‎وحدات فلكية من الشمس.‏ أغسطس عام 201222‏
دراسة نواة المذنب وهي في أقرب نقطة ‏للشمس، وهي‎ ‎نهاية المهمة الفضائية للسفينة ‏رشيد.‏ ‏2013 يوليو10‏
فهل تنجح سفينة الفضاء رشيد والمركبتان شامبليون ورولند في القرن ‏الحادي والعشرين في فك طلاسم وأبجدية أصل المجموعة الشمسية؟ هذا ما ‏نرجوه من الله، وهو على كل شيء قدير.‏