2014 : العام الذي ستذهلك فيه العلوم

2014 , الذي , العلوم , العام , ستذهلك

الثلاثاء : 29/04/2014
الكاتب : طارق راشد: الإمارات
عدد القراء : 20

من المتوقع أن يشهد العام 2014 العديد من الإنجازات العلمية. وفي هذا السياق، نشرت (مجلة بي بي سي فوكس) العلمية تقريراً عن التوقعات العلمية المنتظرة خلال العام الجاري 2014، تطرقت فيه إلى مجالات البحوث في الفضاء والكون الكبير، وكذلك عالم الجينوم والخلايا الجذعية ومكافحة السرطان، وغير ذلك من التطورات التي ستغير شكل العالم.
مركبة فضائية تحط على مذنب
المهمة التي من المرتقب أن تهيمن على أجندة استكشاف الفضاء خلال العام 2014 هي روزيتا Rosetta، المركبة الفضائية الأوروبية التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية والملاحقة للمذنبات. يقول مات تايلور العالم المشارك في مشروع روزيتا التابع لوكالة الفضاء الأوروبية: (ستمضي روزيتا ما يربو على عام واحد على مقربة شديدة من المذنب حيث ستراقب تصاعد النشاط عليه حتى ذروته خلال الفترة التي يكون فيها أقرب ما يكون في مداره من الشمس).
وهذه هي أخطر مهمة دشنتها وكالة الفضاء الأوروبية على الإطلاق، وكانت بدايتها متعثرة. قبل شهر واحد من إطلاق المركبة المخطط له في يناير 2003، انفجر الصاروخ أريان 5 (Ariane 5) المطابق لمركبة الفضاء روزيتا خلال عملية رفعه. وبدلاً من المجازفة بإهدار المليارات على رحلة مركبة الفضاء روزيتا، أرجأت وكالة الفضاء الأوروبية رحلتها بينما عكفت على التحقيق في المشكلة التي حدثت. وحرمها ذلك من اللحاق بهدفها المحدد، المذنب فيرتانين، وتعين على علماء الفلك اختيار مذنب آخر ليكون هدفاً لزيارتهم.
في مارس 2003، انطلقت مركبة الفضاء روزيتا باتجاه المذنب تشيريوموف-جيراسيمنكو. وعلى مدار السنوات الثلاث الأخيرة، ظلت روزيتا في حالة من السبات حيث لم يحافظ على بقائها سوى أدنى قدر ممكن من الطاقة. وفي 20 يناير 2014، أوقظت مركبة الفضاء نفسها من سباتها، وحاولت البحث عن الأرض مستعينة بهوائها. وسيكون المنتظرون على الأرض في حالة ترقب عصيبة انتظاراً للنتائج.
بمجرد إجراء الاتصال مع المركبة، ستبدأ المهمة العلمية الأساسية على الفور. ستقترب المركبة من المذنب في شهر مايو، وتدخل مداراً تخطيطياً بسرعة السائر حول اللب المتجمد، للتحقق من هدفه. وبعدها ستدرس المذنب بحثاً عن موقع للهبوط قبل أن تحرر مركبة الهبوط فيلاي Philae في نوفمبر. فور أن تحط فيلاي ستثبت نفسها بالمذنب. تقول ناتالي ستاركي العالمة بالكواكب بالجامعة المفتوحة، بمدينة ميلتون كينيز: (فور أن تحط المركبة بأمان على المذنب، فإن التحليلات التي ستجرى سيكون بإمكانها فك طلاسم عمرها 4.6 مليار سنة عن أصل المياه والمادة العضوية في النظام الشمسي المبكر).
وستساعد البيانات المستخلصة العلماء على أن يقرروا ما إذا كانت المذنبات هي التي ***ت المياه إلى محيطات الكرة الأرضية أم لا. ويمكن أيضاً لهذه البيانات أن تبين لنا أي لبنات الحياة هي التي وصلت إلى الأرض قبل غيرها. يقول تايلور: (ستوفر لنا هذه البيانات القياسات الأولى من نوعها لتطور مذنب من كرة متجمدة وساكنة من الأوساخ إلى مذنب عالي النشاط والحركة).
مركبة فضاء تمس الشمس
إنها لا تحتوي على محركات، ولا تتطلب وقوداً، ولكنها مع ذلك تستطيع السفر إلى أي مكان في النظام الشمسي. تستغل الشراعات الشمسية ضغط أشعة الشمس لتدفعها عبر الفضاء.
يعتبر Sunjammer برنامجاً من برامج وكالة ناسا لأبحاث الفضاء لاستعراض أضخم شراع شمسي صنع على الإطلاق حتى الآن. في عام 2010، أطلقت وكالة الفضاء اليابانية مركبتها إيكاروس IKAROS التي تبلغ أبعادها 14×14 متراً في الفضاء وصولاً إلى كوكب الزهرة. والآن، يسعى الأمريكان إلى تكرار هذه التجربة ولكن على نطاق أكبر وبشكل أفضل. ستصل أبعاد Sunjammer إلى 38×38 متر عند بسطه في الفضاء، وعند إطلاقه سيكون مدمجاً بداخل مركبة فضاء بحجم غسالة أطباق. وإذ تم تصميمه بحيث يدلل على مستوى التحكم الذي يمكن أن يتحقق عند التعامل مع شراع شمسي، فإنه سينفذ مناورات مستحيلة لمركبات الفضاء التقليدية مثل (التحليق) في الفضاء.
ولقد استخلص اسمه من قصة آرثر سي. كلارك التي صدرت عام 1964، والتي ابتكر فيها اصطلاح (الإبحار الشراعي الشمسي). يقول كولين ماكينز من جامعة ستراثكلايد بمدينة جلاسجو: (سيكون Sunjammer أول شراع شمسي فعال حقاً مما يعد دليلاً على أن هذه التكنولوجيا المثيرة يمكنها تمكين أنواع جديدة كلياً من المدارات، ويتيح تطبيقات مهولة لمناخ الفضاء).
وسيحمل Sunjammer زوجاً من الأدوات لمراقبة الشمس وتحذيرنا من التوهجات الشمسية التي تساهم في تغير مناخ الفضاء فتعطل الاتصالات على الأرض. ونظراً لأنه يبحر مستعيناً بضوء الشمس، سيكون قادراً على أن يقترب من الشمس أكثر من غيره من مركبات الفضاء التقليدية. وفي ظل هذه الرحلة الأولى، سيقطع (Sunjammer) 3 ملايين كيلومتراً من الأرض، وسيوفر لنا ضعف زمن الإنذار الذي يحققه حالياً مرصد التركيب التقدميAdvanced Composition Explorer التابع لوكالة ناسا لأبحاث الفضاء والقائم على رصد الشمس حالياً. وأخيراً، يمكن لمجموعة كبيرة من الأشرعة الشمسية رصد الشمس من جميع الاتجاهات طوال الوقت.
وشرح قائلاً: (ربما أن هذه هي فرصتنا المثلى الأخيرة لدراسة القمر قبل أن يغير الكثير من النشاط البشري المناخ الحالي هناك).
إن هذا التصريح يفتح أعيننا على الكثير، ويأخذ بعين الاعتبار العدد المتزايد للمشروعات التي تقيمها مؤسسات خاصة تعقد آمالها على إطلاق طوافات إلى القمر. وتتضمن هذه المشروعات المتنافسين على جائزة جوجل Lunar X-Prize. وتبلغ قيمة تلك الجائزة 40 مليون دولار أمريكي تقدم لأي فريق يهبط على القمر، ويجول لمسافة 500 متر، ويبث (مقطعين قمريين) إلى الأرض من على سطح القمر. والموعد النهائي لهذا التحدي هو 31 ديسمبر 2015.
ويتجاوز المسبار LADEE كونه مجرد مهمة علمية أخرى لجمع المعلومات العلمية هكذا ببساطة. فهو أيضاً اختبار لتصميم قياسي لمركبة فضائية يمكنها مساعدة وكالة ناسا لأبحاث الفضاء بقدر مهول على الحد من تكلفة مهامها العلمية الصغيرة.
غزو المريخ
انطلقت مركبة كيوريوسيتي التابعة لوكالة ناسا لأبحاث الفضاء إلى كوكب المريخ في 4 يوليو عام 2013 إلى هدفها النهائي: جبل شارب. ستسمح طبقات الجبل للعلماء بدراسة تاريخ المناخ على الكوكب الأحمر. وعندما تصل في صيف عام 2014، ستدرس إلى أي مدى احتفظ سطح المريخ بالمياه؛ وكلما طالت تلك الفترة، صارت احتمالات العيش على ذلك الكوكب كبيرة.
بحلول شهر سبتمبر، من المحتمل أن يكون للمركبة كيوريوسيتي جيران آخرون على هيئة المركبة Mars Orbiter Mission الهندية، ومركبة Mars Atmosphere، rs Atmosphere التابعة لوكالة ناسا لأبحاث الفضاء، والمسبار Volatile Evolution. وستعكف هذه المركبات على تحليل الغلاف الجوي لكوكب المريخ لفهم تاريخ الكوكب بشكل أفضل، بما في ذلك تسلسل الأحداث الذي أفضى إلى فقدانه لغلافه الجوي.
جايا تنطلق
في بداية العام، بدأت مركبة الفضاء جايا GAIA التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية رحلتها لوضع خريطة لمليار نجم، والتي تعد الخريطة النجمية الأكبر من نوعها على الإطلاق.
خلايا جذعية مستزرعة
بنهاية شهر أغسطس، سيبدأ المرضى في الخضوع إلى عمليات جراحية في إطار أول تجربة إكلينيكية من نوعها على مستوى العالم لزراعة الأعضاء القائمة على الخلايا والممولة من قبل مجلس الأبحاث الطبية بالمملكة المتحدة. وستتضمن التجربة مرضى عانوا من تلف في حنجرتهم، وصعوبات في التنفس، والكلام، والبلع. وعادة ما يعاني المرضى من هذه الأعراض بعد الخضوع لعملية جراحية حيث يطلب المريض المساعدة كي يتنفس. ولقد سبق أن استخدم مارتن بيرشال وزملاؤه خلايا جذعية من المرضى أنفسهم لإنقاذ حياة مريضين تدهورت حالتهما كثيراً، لكنهم يسعون حالياً لأن يجعلوا من هذه التكنولوجيا روتيناً علاجياً متعارفاً عليه.
لمساعدة الخلايا المستزرعة على النمو، يتعين أولاً أخذ الخلايا الجذعية من فخذ المريض، ومن ثم إعادتها إلى المعمل من أجل زراعتها وتوسعتها. وبعد ذلك تستخدم الإشارات الكيميائية لتحويل الخلايا إلى غضروف، قبل أن تُلَقَّح بسِقَالَة صنعت بواسطة نزع الخلايا من العضو الخاص بالمتبرع التقليدي بالأعضاء.
ويملك فريق العمل بالفعل مخزناً من سقالات المتبرعين. يقول بيرشال: (لدينا مجموعة من المتبرعين بالأعضاء، ثم نقوم بإذابة العضو المناسب من حيث الحجم (للمريض المراد علاجه). وفور أن ينمو العضو المستزرع من الخلايا الجذعية للمريض نفسه، يقوم الجراح بقطعها بالحجم المناسب بينما يوائمها في حلق المريض. ونظراً لأن هذه المستزرعات النامية في المعمل تُصْنع من خلايا المريض نفسه، فهي لا تكون عرضة لخطر رفض الجهاز المناعي لها الذي تعاني منه أعضاء المتطوعين التقليدية. يقول بيرشال: (ستكون هذه هي المرة الأولى التي سيتم فيها تجربة هذه التكنولوجيا في بيئة مناسبة ومحكومة). ويعقد بيرشال الآمال على أن تستخدم هذه التكنولوجيا، إذا كللت بالنجاح، لأنواع أخرى من الأعضاء المستزرعة.
العلماء يبنون جينوم من الصفر
في عام 2014، من المقرر أن ينتهي فريق دولي من بناء أول صبغيات اصطناعية من الخمائر. وتعد هذه المبادرة جزءاً من جهود عالمية لبناء جينوم من الصفر لديه القدرة على تشغيل خلية خمائرية. ولقد بدأ هذا المشروع الطموح خلال العقد الماضي في محاولة لفهم الجينات التي تحتاجها الخلية لكي تظل على قيد الحياة.
قام العلماء تاريخياً بتعطيل الجينات الواحد تلو الآخر، ورصد آثار تعطيلها، لكن فريق العمل على الخمائر يتبنى منهجاً معاكساً لذلك. فهو يعكف على بناء جينوم قطعة تلو الأخرى، ويرصد ما إذا كان بمقدوره البقاء على قيد الحياة. ومن الأسئلة التي يأمل المشروع في الإجابة عنها مدى أهمية الفجوات بين في الجينات. تحتوي الخلايا (حقيقة النواة) التي هي اللبنة الأساسية للحيوانات والنباتات والخمائر على مناطق من الحامض النووي الريبي المنزوع الأكسجين DNA في منتصف جيناتها لا تحتوي على شفرة للبروتينات. ولقد عثر على أن الجينوم البكتيري لا يحتوي على تلك الفجوات.
يقول توم إيليس العالم بكلية لندن الملكية تعليقاً على ذلك: (يمكننا العثور على (هذه الفجوات) في جينوم الخلايا حقيقية النواة، لكنها ليست كثيرة بالقدر نفسه في الخميرة، وحتى الموجود منها لا يعتقد أنه ذو أهمية تذكر. لنتخلص إذن منها ونرى إن كانت الخلية تستطيع أن تبقى على قيد الحياة أم لا).
محاصيل تمتص الأسمدة من الهواء
في عام 2014، سيشرع الباحثون في تعديل المحاصيل جينياً في محاولة للسماح لها بالتقاط النيتروجين مباشرة من الهواء بدلاً من الأسمدة الموجودة في الأرض. تحصل أغلب أنواع المحاصيل على النيتروجين من التربة، عادة من المادة العضوية المتحللة أو من الأسمدة الصناعية. ويرجع الفضل إلى هذه الأسمدة غير العضوية في أننا قادرون على زراعة كميات كافية من المحاصيل لإطعام سكان العالم، لكن إنتاجها كثيف الطاقة ويستهلك وقوداً أحفورياً بكميات كبيرة، ويطلق غازات الدفيئة في الجو.
والآن، ثمة مشروع يدعمه بيل جيتس مؤسس شركة مايكروسوفت يعكف على تجربة أنواع متخصصة من البكتريا التي لديها القدرة على استخلاص النيتروجين من الهواء وتمريره إلى بعض البقوليات بما في ذلك البازلاء والفول.
يفسر جايلز أولدرويد من مركز جون إينيس، وهو أحد علماء النباتات المشاركين في المشروع قائلاً: (للبقوليات القدرة على استغلال البكتريا في جذورها، والبكتريا توفر شكلاً متاحاً بيولوجياً من النيتروجين للنبات. وإن استطعنا أن ننقل هذه الإمكانات إلى الحبوب، فسيمكننا حينئذ أن نحرر المحاصيل من إدمانها للأسمدة غير العضوية).
في عام 2014، سيحقن أولدرويد وزملاؤه جينات في الذرة الصفراء لتمكينها من التشارك مع البكتريا التي لديها القدرة على امتصاص النيتروجين من الهواء.
خطة لزراعة نباتات لاستخلاص لقاحات الإنفلونزا منها بدلاً من تخمير خلايا الثدييات أو استخدام بيض الدجاج لإنتاج كيماويات اللقاحات، ربما أمكننا في القريب العاجل زراعتها داخل النباتات. وتتباين السلالات المهيمنة للإنفلونزا الموسمية من عام إلى عام تبايناً شديداً، وإننا لنسابق الزمن من أجل تطوير لقاح جديد كل عام، ولإنتاجه بكميات كبيرة كافية.
من الممكن أن تكون مركبات اللقاح المزروعة داخل النباتات أرخص تكلفة، وأسرع في زراعتها وأقل عرضة إلى التلوث. قام جورج لومونوسوف وفريقه المساعد بمركز جون إينيس بمدينة نورويش بابتكار طريقة جديدة لإنتاج اللقاحات في النباتات. وقد نجحوا بالفعل في إنتاج لقاح لفيروس ازرقاق اللسان bluetongue الذي يصيب حيوانات المزرعة، وفي عام 2014، سيدفعون باتجاه علاج أمراض بشرية مثل الإنفلونزا.
يشرح لومونوسوف قائلاً: (الأنظمة القائمة على البيض سريعة بالقدر الكافي وحسب لإنتاج لقاح واحد في كل مرة). وتستخدم حالياً شركة كندية تعرف باسم ميجيكاجو Megicago تقنيات لومونوسوف من أجل إنتاج لقاحات لمرض الإنفلونزا. لقد أثبتت هذه الشركة أن التقنيات القائمة على النباتات بالفعل يمكنها إنتاج 10 ملايين جرعة من لقاح الإنفلونزا في غضون شهر واحد، وبدأت الشركة في تجربة لقاحات تجريبية بالفعل على البشر.
هل تخاف من الإبر؟ إن صح ذلك، فلدينا أخبار رائعة لك في عام 2014. يعكف الباحثون بجامعة الملكة في بلفاست Queen›s University Belfast على تطوير طريقة لحقن اللقاحات دون ألم، وذلك باستخدام إبر دقيقة جداً يبلغ طولها حوالي نصف مليمتر. وهذه الإبر المتناهية الصغر لا تؤلم الإنسان عندما تخترق جلده حيث تصبح رقيقة وتطلق محتواها من الدواء. خلال عام 2014، سيعكف رايان دونلي وزملاؤه على تصنيع تلك الإبر على النطاق الصناعي. ولأن هذه الإبر تصبح رقيقة، يقول دونلي إن بمقدورها أن تمنع انتقال الأمراض وتفشيها في المستشفيات. ويضيف قائلاً: (وينطبق ذلك خصيصاً على العالم النامي حيث يشيع بشدة الاستخدام غير الآمن للإبر المجهزة للاستخدام تحت الجلد).
رادار للكشف عن الحشرات
بدأ العلماء في المملكة المتحدة في بناء شبكة رادار لها القدرة على الكشف عن حركة حشرات التلقيح ورصدها على نطاق واسع جداً.
مرض السرطان
ستستضيف المملكة المتحدة أحدث مركز تصوير مخصص لدراسة مرض السرطان بمعهد أبحاث السرطان. وسيستعين المركز بأحدث تقنيات التصوير بالرنين المغناطيسي MRI والموجات فوق الصوتية لدراسة الأورام.

المصدر: ملتقى شذرات