حظيت النتائج البحثية المقدمة من الفريق البحثي، بإشراف الأستاذة الدكتورة نايلة القرق في جامعة خليفة، والتي انبثقت عن الدراسة البحثية التي قامت بها طالبة الدكتوراه ملاذ في مجال خصائص انبعاثات أول أكسيد الكربون وتأثيرها على فهم التركيب الجوي لكوكب المريخ.
تعتبر هذه الدراسة البحثية مهمة للغاية خاصة فيما يتعلق ببرنامج "المريخ 2117" لأن غاز أول أكسيد الكربون واحد من الجزيئات المُستهدفة التي تخضع للدراسة من جانب الفريق البحثي في مشروع الإمارات لاستكشاف المريخ الذي يهدف إلى تأسيس مكان مستدام على سطح المريخ يصلح لمعيشة البشر في غضون فترة الــ 100 عام المقبلة، بالتزامن مع خطة "مئوية الإمارات 2071". ويوفر هذا البحث معلومات هامة تساهم في فهم الاستكشافات الممكنة مستقبليًا للكوكب الأحمر ومدى صلاحيته للعيش، كما تتيح البيانات التي تضمنها البحث إمكانية الوصول إلى فك تشفير أطياف الأشعة التي تم اكتسابها واسطة قياس جهاز الأشعة فوق البنفسجية، وهو أداة على متن المركبة المخصصة لاستكشاف المريخ الخاصة بمشروع الإمارات لاستكشاف المريخ.
وقد جرى تبادل ومناقشة هذه النتائج التي نتجت عنها الدراسة خلال الاجتماع الأخير مع الفريق العلمي الخاص بمشروع الإمارات لاستكشاف المريخ الذي انعقد في دبي. وبالتزامن مع هذا المشروع البحثي،واستعرضت جامعة خليفة ما يصل إلى 20 ورقة بحثية في الاجتماع السنوي للاتحاد الجيوفيزيائي الأميركي في ديسمبر 2023، والذي انعقد في مدينة سان فرانسيسكو الأميركية.
ضم الفريق البحثي أجرى هذه الدراسة بدعم من مركز علوم الفضاء والكواكب في جامعة خليفة ملاذ خليل، وهي زميلة في بحوث الدكتوراه والدكتور سلمان محمود والمشرفة على الفريق، الدكتورة أمل الغافري، أستاذة مساعدة في الهندسة الميكانيكية والمشرف المشارك الدكتور ماركو غاسيزا، الأستاذ المساعد بقسم الفيزياء والدكتورة نايلة القرق، أستاذة مشاركة بقسم الفيزياء بالجامعة، وهي أيضًا باحثة رئيسة في منحة جائزة أبوظبي للتميز البحثي التي مولت المشروع. وقد جرى هذا العمل بالتعاون مع أعضاء فريق "اكسومول" بكلية لندن الجامعية، بالمملكة المتحدة.
وتبحث هذه الدراسة بشكل دقيق في اكتشاف الحالات الإلكترونية المرتفعة نسبيًا لجزيئات غاز أول أكسيد الكربون، وهو مجال لم يُكتشَف نظريًا حتى الآن، كما أنها تمتلك أهمية كبيرة في مجال فهم سلوكيات غاز أول أكسيد الكربون والأنواع الأخرى من الغازات التي يتكون منها الغلاف الجوي للمريخ، خاصة فيما يتعلق بخصائصها الانبعاثية والامتصاصية. إضافة لذلك، تتميز هذه الدراسة بالتعاون متعدد التخصصات ما بين الباحثين المتخصصين بالفيزياء الجزيئية وعلوم الغلاف الجوي للكواكب.
وتضمنت الدراسة حسابات كيميائية للكوانتم أجراها فريق الفيزياء الجزيئية بجامعة خليفة وأظهرت معلومات لم يكن من الممكن الوصول إليها في السابق بشأن جزيئات غاز أول أكسيد الكربون والأنواع الأخرى من الغازات التي يتكون منها الغلاف الجوي للمريخ. وتتجاوز هذه الحسابات مجرد تحليل البيانات التي جرى تجميعها بواسطة أدوات استكشاف الفضاء على متن مسبار الأمل لاستكشاف المريخ،التابع لمشروع الإمارات لاستكشاف المريخ.
وساهمت هذه الدراسة أيضًا بدور بارز في مشروع الإمارات لاستكشاف المريخ تمثل في تحسين فهم تركيب المريخ فيما يتعلق بالغزارة الجزئيية الخاصة بهذا الكوكب وتنوعها باختلاف الارتفاعات. وتمكن الباحثون، من خلال تحليل الغزارة الجزيئية لغاز أول أكسيد الكربون ومكوناته الأخرى، من الحصول على معلومات حديثة عن ديناميكيات الكوكب الأحمر وكيميائه وكيميائه الضوئية و تغيرات درجات حرارته وانتقال جزيئات الغازات من غلافه الجوي.
وتتيح هذه الدراسة كذلك المجال لإمكانيات عديدة للمزيد من التطوير والتطبيقات في علم الأغلفة الجوية والمجال الأوسع نطاقًا المتمثل في اكتشاف المريخ. وتتضمن الدراسة فهمًا لخصائص الضوء المنبعث من جزيء عندما يمتصه. ويمكن فهم خصائص الانبعاث من خلال فحص التركيب الإلكتروني وخصائص تحول جزيئات أول أكسيد الكربون،كما يمكن تحديد الطول الموجي والكثافة للضوء المنبعث عند استثارة الجزيئات بواسطة طاقات محددة عن طريق العمليات الحسابية.
ويُعَد الفهم الشامل لكميات العناصر الكيميائية وديناميكيتها أمرًا في غاية الأهمية لفهم العمليات الكيميائية التي تحدث في ظل ظروف مختلفة.
قالت الدكتورة نايلة القرق: "يختلف تركيب الغلاف الجوي للمريخ أثناء العواصف الترابية عن تركيبه أثناء المواسم الخالية من العواصف، حيث يمكن للأنواع الذرية التي نشأت بسبب انفصال الضوء عن الجزيئات أن تنشأ بصفة رئيسة أثناء النهار. ويقوم التدفق الضوئي، الواصل إلى الغلاف الجوي للمريخ، بدور محوري في التكوين الجزيئي لهذا الغلاف في مستويات مختلفة. ويُعَتبر تجميع المعلومات في ظل جميع هذه الظروف أمرًا شديد الأهمية لمهام استكشاف المريخ مستقبلًا، خاصة لبرنامج المريخ 2117".