دراسة تظهر أن احتياطيات الجليد المائي على القمر قد تنفد خلال 100 عام بسبب مدينة كبيرة

يمكن لسكان مدينة يبلغ عددهم مليون نسمة يقيمون على سطح القمر أن يستنزفوا مخزون الجرم السماوي بأكمله من الجليد المائي القطبي القابل للاستخراج في غضون أكثر من قرن بقليل، وفقاً لحسابات علمية نشرها عالم الفيزياء الفلكية مارتن س. إلفيس في 16 سبتمبر 2026. وتقدم الدراسة مراجعة واقعية كمية للمقترحات القديمة الداعية لبناء مدن واسعة النطاق وذاتية الاكتفاء خارج كوكب الأرض، مظهرة أنه حتى مع التقنيات المتقدمة لترشيد الاستهلاك، فإن أنظمة دعم الحياة البشرية والنشاط الصناعي وإنتاج وقود الصواريخ ستستهلك بسرعة الاحتياطيات القمرية المحدودة من المواد المتطايرة. ومن خلال نمذجة الطلب التراكمي على المياه لمدينة قمرية كبرى إلى جانب الحدود الواقعية للموارد، يؤكد التحليل أن الجليد المائي على القمر هو أصل جيولوجي غير تجديدي يمكن أن ينفد بالكامل خلال أربعة أجيال من الاستيطان واسع النطاق.

## حقائق رئيسية - أبحاث نشرها مارتن س. إلفيس في 16 سبتمبر 2026 تنمذج استهلاك المياه لمدينة افتراضية تضم مليون ساكن على القمر. - يُتوقع أن تُستنزف ترسبات الجليد المائي القمري المتاحة بالكامل في غضون أكثر من 100 عام بقليل في ظل سيناريو سكاني واسع النطاق. - ينجم الفقد التراكمي للمياه عن صيانة أنظمة دعم الحياة، والتسرب الزراعي، والتصنيع الصناعي، وتخليق دافعات الصواريخ غير القابلة للاسترداد. - تتركز احتياطيات المياه القمرية المعروفة داخل المناطق المظللة بشكل دائم بالقرب من القطبين الشمالي والجنوبي، حيث تظل درجات الحرارة دون 100 كيلفن. - تعتمد المبادرات الفضائية الدولية الكبرى، بما في ذلك برنامج "أرتيميس" التابع لوكالة ناسا ومحطة البحث القمرية الدولية الصينية، على استخراج المياه المحلية لاستدامة العمليات طويلة الأجل.

## ماذا حدث يفكك التحليل النظري الذي نشره مارتن س. إلفيس بشكل منهجي متطلبات الموارد لمدينة كبرى خارج كوكب الأرض تضم مليون نسمة. وفي حين تفترض المفاهيم الشائعة للاستيطان الفضائي غالباً أن إعادة التدوير مغلقة الحلقة ستلغي عموماً الحاجة إلى إمدادات المياه العذبة الجديدة، يظهر النموذج أن الخسائر النظامية تجعل الاستدامة المطلقة أمراً مستحيلاً على نطاق واسع.

وفقاً للتحليل، يتم استهلاك المياه في المدينة القمرية عبر أربعة مسارات رئيسية: الاستهلاك الأيضي البشري المباشر، والإنتاج الزراعي، وتخليق المواد الصناعية، وتوليد وقود المركبات الفضائية. وحتى لو حققت أنظمة دعم الحياة كفاءة في إعادة تدوير المياه تصل إلى 98 بالمائة — وهي نسبة تماثل أو تفوق قدرات تقنيات الطيران الفضائي الحالية — فإن نسبة الخسارة المتبقية البالغة 2 بالمائة تمثل استنزافاً مستمراً غير قابل للاسترداد للخزانات المحلية. وعند ضرب هذه النسبة في عدد سكان يبلغ مليون نسمة على مدى عقود، فإن الخسائر الأيضية والزراعية وحدها ستتطلب ملايين الأطنان المتريّة من المياه التعويضية سنوياً.

يتمثل المحرك الرئيسي الأكبر للاستنزاف السريع المفيَّد في الدراسة في إنتاج الهيدروجين المسال والأكسجين المسال للدفع الصاروخي الكيميائي. ويعد استخراج المياه القمرية وتحليلها كهربائياً إلى وقود مجمد أمراً محوريّاً لخطط الرحلات الروتينية بين الأرض والقمر والمهمات الفضائية العميقة. ومع ذلك، بمجرد احتراق هذا الوقود في محركات الصواريخ، فإنه يتشتت بشكل دائم في الفضاء أو الطبقات العليا من الغلاف الجوي، مما يزيل جزيئات الماء تلك تماماً من الدورة الهيدرولوجية القمرية. ويوضح التحليل أن تزويد مركز نقل عالي الكثافة بالوقود المشتق من القمر، إلى جانب عمليات المدينة، يعجل بالاستنزاف الكامل للموارد إلى ما بين 100 و120 عاماً تقريباً من بدء الذروة السكانية.

## لماذا يكتسب الأمر أهمية يتحدى هذا الاكتشاف بشكل أساسي الفرضيات الاقتصادية والتشغيلية للاستيطان الفضائي الدائم. فعلى مدى عقود، صوّرت مجموعات الدفاع عن الفضاء وشركات الطيران والفضاء الخاصة ووكالات الفضاء الوطنية الجليد المائي القمري على أنه مورد وفير قادر على دعم التوسع البشري غير المحدود. وإذا كانت الاحتياطيات المتاحة عرضة للاستنزاف السريع في غضون قرن واحد فقط، فيجب إعادة تصميم نماذج التنمية القمرية طويلة الأجل بالكامل.

يؤثر عنق الزجاجة هذا المتعلق بالموارد بشكل مباشر على الجدوى الاقتصادية لاستخدام الموارد في الموقع (ISRU). وتعتمد الخطط المعمارية القمرية الحالية على المياه المحلية لإلغاء التكلفة المالية الباهظة لإطلاق السوائل الثقيلة خارج مجال الجاذبية الأرضية — وهي عملية تكلف حالياً آلاف الدولارات لكل كيلوغرام. وإذا تُستهلك الجليد القمري بسرعة، فستواجه الدول الرائدة في مجال الفضاء تعارضاً مباشراً بين الاستغلال التجاري قصير الأجل — مثل تصنيع وقود الصواريخ للأقمار الصناعية التجارية — والحفاظ على الموئل طويل الأجل للبقاء البشري.

علاوة على ذلك، تسلط الدراسة الضوء على ثغرات حرجة في الحوكمة الكوكبية. فالأدوات القانونية الدولية الحالية، بما في ذلك معاهدة الفضاء الخارجي لعام 1967 واتفاقيات أرتيميس لعام 2020، تسمح باستخراج الموارد لكنها تفتقر إلى آليات لإدارة المشاعات العالمية أو منع استنزاف الموارد. وإذا بدأت البرامج الوطنية المتنافسة أو الشركات الخاصة الاستخراج واسع النطاق، فقد تتحول المناطق الغنية بالمواد المتطايرة في القطب الجنوبي للقمر إلى بؤر توتر جيوسياسي بشأن حقوق المياه المتضائلة.

## الخلفية كان وجود الجليد المائي على القمر موضع نقاش بين علماء الكواكب طوال معظم القرن العشرين. وأشارت التحليلات المبكرة للعينات التي أعادتها مهمات أبوللو بين عامي 1969 و1972 إلى أن القمر جاف تماماً تقريباً. ومع ذلك، قدمت بيانات الاستشعار عن بعد التي جمعتها مركبة كليمنتاين التابعة لناسا في عام 1994 ومركبة لونار بروسبكتور في عام 1998 أول دليل قوي على وجود تركيزات للهيدروجين عند قطبي القمر.

وجاء الدليل القاطع في أكتوبر 2009، عندما اصطدم قمر الاستشعار ورصد الفوهات القمرية (LCROSS) التابع لناسا عمداً بفوهة "كابيوس" المظلمة بشكل دائم بالقرب من القطب الجنوبي للقمر. وأكدت سحابة الحطام الناتجة وجود جليد مائي نقي مخلوط بالتربة القمرية (الريغوليث) ومواد متطايرة أخرى. وتوجد المناطق المظلمة دائماً (PSRs) لأن ميل محور القمر يبلغ 1.5 درجة فقط، مما يترك قيعان الفوهات القطبية العميقة في ظلام أبدي بدرجات حرارة تقل عن -200 درجة مئوية (70 كيلفن)، لتعمل كمصايد باردة تراكم فيها الجليد على مدى مليارات السنين.

تتفاوت التقديرات لإجمالي الجليد المائي القمري بشكل كبير عبر الدراسات المدارية، حيث تتراوح بين عدة مئات من الملايين إلى بضعة مليارات من الأطنان المتريّة. ومع ذلك، يُتوقع أن يكون جزء صغير فقط من هذا الجليد قابلاً للاستخراج بجدوى اقتصادية. ويُعتقد أن معظم الترسبات مشتتة بشكل دقيق داخل التربة الصخرية أو مدفونة تحت أمتار من التربة القمرية الجافة، مما يتطلب عمليات تعدين كثيفة استهلاك الطاقة لمعالجتها. وتم تصميم المبادرات الفضائية الحديثة — وأبرزها برنامج أرتيميس التابع لناسا والذي يهدف إلى إعادة البشر إلى سطح القمر، ومحطة البحث القمرية الدولية المشتركة للصين المخطط لها في ثلاثينيات القرن الحالي — بالكامل حول إنشاء قواعد بالقرب من مخابئ الجليد القطبي هذه.

## ردود الفعل ورغم عدم صدور ردود رسمية حتى الآن من وكالات الفضاء الوطنية، إلا أن التحليل يتوافق مع التحذيرات المتزايدة من علماء الكواكب واقتصاديي الموارد الفضائية بشأن الطبيعة المحدودة للمواد المتطايرة القمرية. وقد دعا علماء أخلاقيات الفضاء والمدافعون عن حماية البيئة منذ فترة طويلة إلى إنشاء مناطق حماية كوكبية أو حصص توزيع دولية لمنع الاستغلال التجاري السريع للمناطق القطبية.

ويشير المهندسون المتخصصون في أنظمة التحكم البيئي ودعم الحياة (ECLSS) إلى أن أحدث الأنظمة الحالية على محطة الفضاء الدولية تحقق استعادة للمياه بنسبة 98 بالمائة تقريباً من خلال تقطير البول وتكثيف الرطوبة. ومع ذلك، فإن توسيع نطاق هذه الأنظمة لتشمل بنية تحتية على مستوى المدن ينطوي على آليات توسيع غير مثبتة، حيث قد تؤدي الأعطال الميكانيكية، والتسريبات الهيكلية، والامتصاص الزراعي إلى دفع الخسائر الإجمالية لتكون أعلى بكثير من الحد الأدنى النظري.

وقد جادلت الكيانات الفضائية التجارية التركيز على تصنيع الوقود القمري عموماً بأن عمليات التعدين المبكرة ستكون أصغر بكثير من النماذج على مستوى المدن. ومع ذلك، يقر محللو القطاع بأنه إذا توسع إنتاج الوقود لدعم حركة المرور المتكررة بين الأرض والقمر، فإن استراتيجيات الحفاظ على المياه أو أنظمة الدفع البديلة — مثل الصواريخ الحرارية النووية أو النقل الشمسي الكهربائي — ستصبح إلزامية للحفاظ على دعم الحياة في الموئل.

## ما لا نعرفه بعد على الرغم من القياسات الرادارية والحرارية المدارية، تفتقر البشرية إلى بيانات الحقيقة الميدانية المتعلقة بالخصائص الفيزيائية الدقيقة لترسبات الجليد القمري. وحتى تقوم المنقبات الذاتية أو الطواقم البشرية بالحفر الفعلي في قيعان الفوهات القطبية، لا يمكن للعلماء تحديد عمق الجليد المتاح أو توزيعه أو نقائه أو كتلته الإجمالية.

ولا يزال من غير الواضح ما هي كفاءات الاستخراج الفعلية التي يمكن تحقيقها في البيئات القطبية القاسية. إذ ستتطلب معالجة التربة القمرية المجمدة في ظروف شديدة الظلمة وبالقرب من الصفر المطلق طاقة حرارية وموثوقية ميكانيكية غير مسبوقة، مما قد يقلل بشكل كبير من الصافي الحقيقي للمياه المحصودة لكل وحدة جهد.

علاوة على ذلك، فإن ديناميكيات الاحتواء طويلة الأجل للغلاف الحيوي المغلق الضخم لم تُثبت بعد. فقد عانت التجارب البيئية ذات الأنظمة المغلقة على الأرض، مثل تجربة "Biosphere 2" في تسعينيات القرن الماضي، من خسائر غير متوقعة في المواد المتطايرة واختلالات كيميائية. ويبقى السؤال عن كيفية الحفاظ على رطوبة الغلاف الجوي وترطيب التربة وإعادة التدوير الصناعي في موئل قمري على مستوى المدينة لعدة أجيال دون فقدان كارثي للمياه سؤالاً هندسياً مفتوحاً.

## ما يجب مراقبته في المستقبل القريب، سيتطلع علماء الكواكب ومخططو الفضاء إلى المهمات السطحية الروبوتية القادمة للحصول على تحقق حاسم من الحقيقة الميدانية. والأدوات التي ستنشرها مركبات الهبوط التجارية بموجب برنامج خدمات الحمولة القمرية التجارية (CLPS) التابع لناسا، بالإضافة إلى مهمات التنقيب السطحي المخطط لها والتي تستهدف القطب الجنوبي للقمر، ستوفر أول قياسات مباشرة لتركيز المياه والخصائص الميكانيكية للتربة داخل الفوهات المظلمة.

وسيرقب مراقبو السياسات المحافل القانونية الدولية، ولا سيما اجتماعات لجنة الأمم المتحدة لاستخدام الفضاء الخارجي في الأغراض السلمية (COPUOS)، لمعرفة ما إذا كانت الدول الأعضاء ستبدأ مناقشات حول معايير الحفاظ على الموارد أو حدود الأحجام القابلة للاستخراج من الأجرام السماوية.

بالإضافة إلى ذلك، سيكون التقدم التقني في جيل جديد من أنظمة إعادة التدوير البيئي والدفع الفضائي غير القائم على المياه بمثابة مؤشرات رئيسية لما إذا كان بإمكان المستوطنات خارج كوكب الأرض تجاوز قيود الموارد هذه. وإذا اكتسبت حلول النقل البديلة — مثل الأشرعة الشمسية أو محركات الأيون القائمة على الأرجون — زخماً، فقد ينخفض الاعتماد على المياه لوقود الصواريخ، مما يطيل عمر إمدادات المياه البلدية القمرية إلى ما بعد قرن من الزمان.

يعتمد هذا التقرير على حسابات علمية وتحليل نشره عالم الفيزياء الفلكية مارتن س. إلفيس في 16 سبتمبر 2026.