کُری خوانیِ آمریکا و چین به مریخ هم رسید - وبلاگ لین هوان

به گزارش وبلاگ لین هوان، خبرنگاران: اکنون که مشغول خواندن این مطلب شده اید، هشت سفیر رباتیک بشر در سیاره سرخ مشغول کارند؛ شش مدارگرد در حال گردش به دور مریخ داریم، یک سطح نشین و یک مریخ نورد بی سرنشین هم داریم که در آن دنیای رازآلود مشغول کاوش هستند. اما کوشش برای اکتشاف در سیاره سرخ آن قدر جذاب شده که سازمان های فضایی کشور های مختلف از فرصت مناسب قرار دریافت مریخ در نزدیک ترین فاصله مداری تا زمین، استفاده نموده و سه سفیر دیگر را نیز راهی سیاره سرخ می نمایند.

با ما همراه باشید و با تورهای چین از شگفت انگیزترین کشور دنیا دیدن کنید بر روی دیوار چین سلفی بگیرید، از قصر ممنوعه دیدن کنید و در خیابان شانگهای پیشرفته ترین آسیا قدم بزنید.

اولی، مسبار الأمل یا هوپ (hope به معنی امید) امارات عربی متحده بود که قرار بود 24 تیر از مرکز فضایی تانیگاشیما ژاپن سوار بر راکت H2A202 پرتاب شود، اما به دلیل شرایط نامساعد جوی با تاخیری یک هفته ای بامداد سی ام تیر پرتاب شد. سه روز بعد در دوم مرداد 99، پرتاب دومین مسافر سال جاری مریخ و اولین ماموریت مریخی چین با پرتاب تیان ون-1 کلید خورد. ماموریت مارس 2020 (Mars 2020) با مریخ نورد استقامت (Perseverance) ناسا آخرین مسافر مریخی خواهد بود که سال جاری در نوبت پرتاب نهاده شده است.

اگر از نظر جوی یا فنی مسئله ای پیش نیاید، قرار است این ماموریت حوالی ساعت 15 و 17 دقیقه امروز پنجشنبه 9 مرداد به سوی مریخ پرتاب شود. اگر قرار باشد ماموریت امارات را دستپخت آمریکا و ژاپن در نظر بگیریم، برای هویت چینی ماموریت تیان ون-1 جای زیادی برای تشکیک نداریم. حالا محصولات ساخت چین نه تن ها در زمین رقیب محصولات آمریکایی شده بلکه این بار خاک سیاره سرخ قرار است میدان رقابت تازه دو قدرت شرق و غرب زمین در کاوش های فرازمینی شان باشد.

چینی ها در آستانه تحقق رویای فتح مریخ

پروژه اکتشافات مریخی سازمان فضایی چین از آبان 1390 با همکاری سازمان فضایی روسیه آغاز شد. در این پروژه مشترک فضاپیمای روسی فوبوس-گرانت (Fobos-Grunt) که برای رسیدن به فوبوس یکی از قمر های مریخ طراحی شده بود، همراه خودش اولین مدارگرد مریخی چینی ها به نام یینگهو-1 (Yinghuo-1) را حمل می کرد.

پرتاب با موفقیت اجرا شد و فضاپیما در مدار پارکینگ از پیش معین شده خود نهاده شد، اما موتور های پیش رانشی که باید برای قراردادن فضاپیما در راستا رسیدن به مریخ روشن می شدند با اشکال روبرو شد و این ماموریت عظیم مغلوب شد. حدود دو ماه بعد قطعات این دو فضاپیما وارد جو زمین شده و در اقیانوس آرام سقوط کردند. پس از این تجربه تلخ، چین پروژه مریخی مستقل خود را آغاز کرد.

تیان ون-1 (Tianwen-1) اولین ماموریت بین سیاره ای چینی ها به مقصد مریخ است و نامش را از نام شعری بلند از سروده های کو یوآن (Qu Yuan) از عظیم ترین شاعران چین باستان در قرن سوم پیش از میلاد به معنی پرسش هایی از کیهان وام گرفته است.

پرتاب تیان ون-1 در یک نگاه

این فضاپیمای رباتیک از سه بخش مدارگرد، سطح نشین و مریخ نورد تشکیل شده است و ساعت 20 و 10 دقیقه چهارشنبه اول مرداد 99 به وقت ایران از جزیره هاینان در جنوب چین سوار بر پرتابگر لانگ مارچ-5 از مرکز پرتاب های ماهواره ای ون چانگ پرتاب شد و حدود 36 دقیقه بعد از پرتاب با موفقیت در مدار رسیدن به مریخ نهاده شد. تیان ون-1 با رسیدن به سرعتی بیش از 17 هزار کیلومتر بر ساعت در اسفند سال جاری به مقصد اول خود در مدار مریخ خواهد رسید.

سپس تا تثبیت موقعیتش برای فرود سطح نشین دو تا سه ماه را در گردش به دور مریخ سپری خواهد نمود. این مدت به مهندسان امکان بررسی شرایط جوی مریخ را قبل از اقدام به فرود می دهد که از خطرناک ترین بخش های این مأموریت است. سپس حوالی اردیبهشت، سطح نشین و مریخ نورد از مدارگرد جدا و وارد جو مریخ می شوند تا در دشت اتوپیا فرود بیایند. دشت وسیعی با سنگ های آتشفشانی و حوضه رودخانه ای عظیم که سه دهه قبل مریخ نشین وایکینگ-2 ناسا آنجا فرود آمده بود. ورود به مریخ، کاهش سرعت و فرود روی سطح از دشوارترین و پیچیده ترین مراحل فنی پیش روی این ماموریت هستند.

برای فرود نرم، سطح نشین از فضاپیما جدا می شود و چتر نجات، موشک ترمزی و کیسه هوا سرعتش را هنگام ورود به سیاره کم و روی سطح متوقفش می نمایند. در صورت موفقیت این مرحله، سطحی شیب دار از سطح نشین به بیرون باز می شود تا مریخ نورد از سطح نشین خارج شده و پیمایش روی مریخ را آغاز کند. ظاهرا سطح نشین فعالیت علمی ندارد و فقط به عنوان سیستم رهایی مریخ نورد عمل می نماید. اگر فرود موفقیت آمیز باشد چین رسما دومین کشور پس از آمریکا خواهد بود که توانسته فرودی نرم روی مریخ داشته باشد.

این مریخ نورد شش چرخی با صفحه های خورشیدی خود به مدت 90 روز مریخی (طول روز مریخ 40 دقیقه بیشتر از زمین است) سطح مریخ را به دنبال مولکول های زیستی کاوش و بررسی های شیمیایی از خاک آن انجام می دهد. در این مدت نیز مدارگرد همچنان به دور مریخ می چرخد و پل ارتباطی بین مریخ نورد و زمین خواهد بود.

برنامه مریخ نورد چینی ها در سیاره سرخ

اهداف این ماموریت یافتن شواهدی از حیات در گذشته و امروز مریخ، تهیه نقشه از سیاره سرخ، معین ترکیبات خاک مریخ و توزیع آب یخی، بررسی جو مریخ به خصوص یونوسفر و تشخیص میدان های الکترومغناطیسی و گرانشی مریخ است. به طور کلی روی مدارگرد چینی ها هفت ابزار علمی شامل دوربین با وضوح متوسط، دوربین با وضوح بالا، رادار زیرسطحی مدارگرد، حسگر مغناطیسی، طیف سنج مواد معدنی، تحلیلگر ذرات خنثی و یون ها و تحلیلگر ذرات پرانرژی مریخ و روی مریخ نورد همین مأموریت، شش ابزار علمی شامل رادار زیرسطحی مریخ نورد، آشکارساز میدان مغناطیسی، رصدگر آب و هوا، آشکارساز ترکیبات سطح، دوربین نقشه برداری و جهت یابی و دوربین تصویربرداری در چند طیف نصب شده است. آشکارساز میدان مغناطیسی مریخ نورد اطلاعات ارزشمندی از میدان مغناطیسی گذشته مریخ و رادار نفوذی به زمین (GPR) به تشخیص ساختار های زمین شناسی زیر سطح سیاره یاری خواهند کرد.

انجام این ماموریت جاه طلبانه از پیشرفت چشمگیر برنامه های فضایی چین خبر می دهد. هنوز هم ممکن است اشتباهاتی پیش آید، اما تا به امروز که خوب پیش رفته است. جالب است بدانید آژانس فضایی چین در بهار 1372 تاسیس شده است و در کمتر از 30 سال توانسته مدارگرد، سطح نشین و مریخ نورد را راهی سیاره سرخ کند.

مقامات چینی درباره جزئیات تیان ون-1 مثل هزینه ها و آماده سازی برای پرتاب صحبتی ننموده اند. ماموریت های مریخ، ریسک موفقیت بالایی دارند و شاید دلیل این سکوت هم همین باشد.

فصل جدید اکتشافات ناسا در سیاره سرخ

اکتشافات ناسا در مریخ پیوسته پایدار بوده است. در دهه 40 شمسی کاوشگر های مارینر (Mariner) اولین تصاویر را از مریخ تهیه کردند. سطح نشین های وایکینگ 1 و 2 (Viking 1 & 2) اولین دست ساخته های بشر بودند که روی سطح سیاره فرود آمدند و برای جست وجوی حیات در مریخ ماموریت داشتند. در ادامه، این فعالیت ها با ارسال و فرود موفقیت آمیز مریخ نورد کیوریاسیتی (Curiosity به معنی کنجکاوی) در سال 1391 شمسی/2012 میلادی به اوج رسید و به تصاویر سیاه و سفید مریخ رنگ بخشید. به علاوه نشان داد این سیاره محیط های قابل سکونت متنوعی داشته است و ما را به یافتن شواهدی از حیات امیدوار کرد.

مریخ نورد استقامت یا همان پرسویرنس مسافر بعدی است که به احتمال زیاد امروز 9 مرداد 99 از پایگاه کیپ کاناورال در فلوریدا سوار بر پرتابگر اطلس 5 راهی مریخ خواهد شد تا اگر همه چیز طبق برنامه پیش برود 30 بهمن سال جاری در دهانه جزرو (Jezero Crater) فرود بیاید. دهانه 45 کیلومتری جزرو، دهانه ای برخوردی است که 5/3 میلیارد سال قبل در آن درهِ رودخانه ای وجود داشته است که آبش وارد حوضه آبریز دهانه می شده و دریاچه ای به مساحت حدود یک دهم دریاچه ارومیه ایجاد نموده بود. جالب اینجاست که از آبرفت آن رودخانه نیز دلتا شکل گرفته است.

رسوبات دلتا ها می توانند نشانه های حیات احتمالی را که در دریاچه وجود داشته است، حفظ نموده باشند. اما استقامت به تنهایی قادر به تشخیص این شواهد نیست، برای همین یکی از اهداف اصلی این مریخ نورد جمع آوری و انبارکردن نمونه هایی با نشانه های بالقوه اخترزیستی در قوطی هایی کوچک است تا در حدود یک دهه آینده فضاپیمای دیگری بتواند آنجا برود و این مخازن را به زمین برگرداند. زیرا در نهایت برای تایید وجود نشانه های زیستی نمونه ها باید به زمین برسند. جزئیات دقیق آن ماموریت فعلا معلوم نیست، اما احتمالا حاصل همکاری ناسا و سازمان فضایی اروپا خواهد بود که تا سال 1407/2028 به مریخ خواهد رسید و تا سال 1410/ 2031 نمونه ها را به سیاره مان بازخواهد گرداند.

این مریخ نورد، یک بالگرد دو کیلوگرمی به نام اینجینیوتی (Ingenuity به معنی نبوغ) را نیز در دل خود دارد که پس از فرود جدا شده و در 90 روز اول این ماموریت فعالیت خواهد داشت. این اولین پرواز یک ربات در دنیایی جز زمین خواهد بود که از سطح مریخ و مریخ نوردی که آن را به مریخ رسانده است، عکسبرداری خواهد نمود. اگر این بالگرد به خوبی عمل کند می تواند به جزئی همیشگی از ماموریت های مریخی آینده ناسا تبدیل شود.

نگاهی به ابزار های علمی کاوشگر ناسا

مریخ نورد استقامت مجهز به هفت ابزار علمی و مناسب و در مجموع 23 دوربین و دو میکروفن برای شنیدن صدای لحظه فرود بر سطح مریخ است، تا این منطقه را با جزئیات دقیق بررسی کند. شباهت ظاهری آن با کیوریاسیتی و استفاده از سیستم فرود یکسان سبب شده استقامت، مریخ نورد دوقلوی کنجکاوی (Curiosity) باشد. هر دو برای فرود از فناوری جرثقیل آسمان (sky crane) استفاده می نمایند. در ماموریت قبل، کیوریاسیتی به یاری طناب هایی از جرثقیل آسمان جدا شد و به آرامی روی سطح فرود آمد. پرسویرنس گرچه از نظر ظاهری شبیه کیوریاسیتی است، اما از نسخه های جدیدتری مثل سیستم فرود دقیق تر استفاده می نماید و چرخ هایش نیز بسیار متفاوتند؛ چرخ هایی محکم برای روبه رو شدن با سطح ناهموار مریخ.

تأمین برق مریخ نورد بر عهده ژنراتور ترموالکتریک رادیوایزوتوپ چند منظوره (MMRTG) است. وزن کلی این ژنراتور 45 کیلوگرم است که 8/4 کیلوگرم آن را دی اکسید پلوتونیوم تشکیل می دهد. گرمای فراوری شده حاصل از فروپاشی این عنصر رادیواکتیو به الکتریسیته تبدیل می شود و توان الکتریکی فراوری شده آن معادل 110 وات است. به علاوه مریخ نورد را در طول شب های سرد مریخ گرم نگه می دارد. برخلاف صفحه های خورشیدی، MMRTG انعطاف پذیری قابل توجهی در عملکرد ابزار های مریخ نورد حتی در شب و در طول طوفان های گرد و غبار در طول زمستان مریخ فراهم نموده است.

ابزار های کیوریاسیتی به دنبال بررسی زیست پذیری مریخ بودند، در حالی که پرسویرنس با مجموعه ای از ابزار های مختلف به دنبال شکار شواهدی از حیات است.

بازوی رباتیکی مریخ نورد استقامت 1/2 متر طول و دارای پنج مفصل است. برجکی کوچک به نام پیکسل (PIXL) در انتهای آن نصب شده که توزیع عناصر را در مربعی به کوچکی یک تمبر پستی از سنگ های مریخ اندازه گیری می نماید. به یاری ابزاری به نام واتسون (WATSON) می تواند همزمان تصاویری بصری بگیرد و به یاری ابزاری به نام شرلوک (SHERLOC) توزیع مواد آلی را به دست آورد.

با مجموع همه این ها شواهدی قانع نماینده از امکان وجود نوعی حیات ساده به دست خواهد آمد. چنین شواهدی با طیف سنج رامان ابزار شرلوک در ناحیه فرابنفش ارزیابی می شوند. از این رو ترکیبات سنگ بدون این که مانند کیوریاسیتی به تبخیر سنگ با پرتو لیزر احتیاج باشد، معین می شود. این مخرب ترین تکنیکی بود که در کیوریاسیتی به کار گرفته شد.

استقامت چند ترفند دیگر هم در آستین دارد؛ ابزاری به نام میدا (MEDA) آب وهوای مریخ را رصد خواهد نمود و ابزار موکسی (MOXIE) از دی اکسیدکربن هوای مریخ، اکسیژن فراوری می نماید؛ این ابزاری حیاتی برای ماموریت های آینده بشر خواهد بود. ابزار ریمفاکس (RIMFAX) اولین رادار نفوذ در سطح روی سطح مریخ خواهد بود و وجود آب و یخ را تا عمق ده متری شناسایی می نماید. به علاوه انواع دوربین با وضوح بصری بی سابقه ای از سطح مریخ و هنگام فرود با جزئیات فیلمبرداری خواهد نمود.

پس از فرود، مریخ نورد استقامت دو سال اول مأموریت خود را در دهانه جزرو برای بررسی و جمع آوری نمونه های حیات سپری خواهد نمود. سپس به سمت خارج از دهانه رانندگی خواهد نمود تا به منطقه همسایه یعنی میدوی (Midway) با سنگ های کربناته فراوان برسد. برخی از تخته سنگ های اینجا به عظیمی یک خانه است و امکان دارد بخش هایی از لایه گوشته مریخ باشد که هنگام برخوردی که دهانه جزرو را شکل داده، به بیرون پرتاب شده است. بررسی آن ها دانش ما را از زیر سطح مریخ کامل تر خواهد نمود.

منبع: Scientific American ، mars.nasa.gov و روزنامه جام جم