برترین‌ها: اکنون که مشغول خواندن این مطلب شده‌اید، هشت سفیر رباتیک بشر در سیاره سرخ مشغول کارند؛ شش مدارگرد در حال گردش به دور مریخ داریم، یک سطح‌نشین و یک مریخ‌نورد بی‌سرنشین هم داریم که در آن دنیای رازآلود مشغول کاوش هستند. اما تلاش برای اکتشاف در سیاره سرخ آن‌قدر جذاب شده که سازمان‌های فضایی کشور‌های مختلف از فرصت مناسب قرار گرفتن مریخ در نزدیک‌ترین فاصله مداری تا زمین، استفاده کرده و سه سفیر دیگر را نیز راهی سیاره سرخ می‌کنند.
اولی، مسبار الأمل یا هوپ (hope به معنی امید) امارات عربی متحده بود که قرار بود ۲۴ تیر از مرکز فضایی تانیگاشیما ژاپن سوار بر راکت H۲A۲۰۲ پرتاب شود، اما به‌دلیل شرایط نامساعد جوی با تاخیری یک هفتهای بامداد سیام تیر پرتاب شد. سه‌روز بعد در دوم مرداد ۹۹، پرتاب دومین مسافر امسال مریخ و اولین ماموریت مریخی چین با پرتاب تیان‌ون-۱ کلید خورد. ماموریت مارس ۲۰۲۰ (Mars ۲۰۲۰) با مریخ‌نورد استقامت (Perseverance) ناسا آخرین مسافر مریخی خواهد بود که امسال در نوبت پرتاب قرار گرفته است.
اگر از نظر جوی یا فنی مشکلی پیش نیاید، قرار است این ماموریت حوالی ساعت ۱۵ و ۱۷ دقیقه امروز پنجشنبه ۹ مرداد به سوی مریخ پرتاب شود. اگر قرار باشد ماموریت امارات را دستپخت آمریکا و ژاپن در نظر بگیریم، برای هویت چینی ماموریت تیان‌ون-۱ جای زیادی برای تشکیک نداریم. حالا محصولات ساخت چین نه‌تن‌ها در زمین رقیب محصولات آمریکایی شده بلکه این بار خاک سیاره سرخ قرار است میدان رقابت تازه دو قدرت شرق و غرب زمین در کاوش‌های فرازمینی‌شان باشد.
چینی‌ها در آستانه تحقق رویای فتح مریخ
پروژه اکتشافات مریخی سازمان فضایی چین از آبان ۱۳۹۰ با همکاری سازمان فضایی روسیه آغاز شد. در این پروژه مشترک فضاپیمای روسی فوبوس-گرانت (Fobos-Grunt) که برای رسیدن به فوبوس یکی از قمر‌های مریخ طراحی شده بود، همراه خودش اولین مدارگرد مریخی چینی‌ها به نام یینگهو-۱ (Yinghuo-۱) را حمل میکرد.
پرتاب با موفقیت اجرا شد و فضاپیما در مدار پارکینگ از پیش تعیین شده خود قرار گرفت، اما موتور‌های پیش رانشی که باید برای قراردادن فضاپیما در مسیر رسیدن به مریخ روشن میشدند با اشکال مواجه شد و این ماموریت عظیم شکست خورد. 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.
تیان‌ون-۱ (Tianwen-۱) اولین ماموریت بینسیارهای چینی‌ها به مقصد مریخ است و نامش را از نام شعری بلند از سرودههای کو یوآن (Qu Yuan) از بزرگترین شاعران چین باستان در قرن سوم پیش از میلاد به معنی پرسشهایی از کیهان وام گرفته است.
پرتاب تیان‌ون-۱ در یک نگاه
این فضاپیمای رباتیک از سه بخش مدارگرد، سطح‌نشین و مریخ‌نورد تشکیل شده است و ساعت ۲۰ و ۱۰ دقیقه چهارشنبه اول مرداد ۹۹ به وقت ایران از جزیره هاینان در جنوب چین سوار بر پرتابگر لانگ مارچ-۵ از مرکز پرتابهای ماهوارهای ونچانگ پرتاب شد و حدود ۳۶ دقیقه بعد از پرتاب با موفقیت در مدار رسیدن به مریخ قرار گرفت. تیان‌ون-۱ با رسیدن به سرعتی بیش از ۱۷ هزار کیلومتر بر ساعت در اسفند امسال به مقصد اول خود در مدار مریخ خواهد رسید.
سپس تا تثبیت موقعیتش برای فرود سطح‌نشین دو تا سه ماه را در گردش به دور مریخ سپری خواهد کرد. این مدت به مهندسان امکان بررسی شرایط جوی مریخ را قبل از اقدام به فرود می‌دهد که از خطرناک‌ترین بخش‌های این مأموریت است. سپس حوالی اردیبهشت، سطح‌نشین و مریخ‌نورد از مدارگرد جدا و وارد جو مریخ میشوند تا در دشت اتوپیا فرود بیایند. دشت وسیعی با سنگهای آتشفشانی و حوضه رودخانهای بزرگ که سه دهه قبل مریخ‌نشین وایکینگ-۲ ناسا آنجا فرود آمده بود. ورود به مریخ، کاهش سرعت و فرود روی سطح از دشوارترین و پیچیده‌ترین مراحل فنی پیش روی این ماموریت هستند.
برای فرود نرم، سطح‌نشین از فضاپیما جدا می‌شود و چتر نجات، موشک ترمزی و کیسه هوا سرعتش را هنگام ورود به سیاره کم و روی سطح متوقفش می‌کنند. در صورت موفقیت این مرحله، سطحی شیبدار از سطح‌نشین به بیرون باز می‌شود تا مریخ‌نورد از سطح‌نشین خارج شده و پیمایش روی مریخ را شروع کند. ظاهرا سطح‌نشین فعالیت علمی ندارد و فقط به عنوان سیستم رهایی مریخ‌نورد عمل می‌کند. اگر فرود موفقیتآمیز باشد چین رسما دومین کشور پس از آمریکا خواهد بود که توانسته فرودی نرم روی مریخ داشته باشد.
این مریخ‌نورد شش چرخی با صفحههای خورشیدی خود به مدت ۹۰ روز مریخی (طول روز مریخ ۴۰ دقیقه بیشتر از زمین است) سطح مریخ را به دنبال مولکولهای زیستی کاوش و آنالیز‌های شیمیایی از خاک آن انجام می‌دهد. در این مدت نیز مدارگرد همچنان به دور مریخ میچرخد و پل ارتباطی بین مریخ‌نورد و زمین خواهد بود.
برنامه مریخ‌نورد چینی‌ها در سیاره سرخ
اهداف این ماموریت یافتن شواهدی از حیات در گذشته و امروز مریخ، تهیه نقشه از سیاره سرخ، تعیین ترکیبات خاک مریخ و توزیع آب یخی، بررسی جو مریخ به‌خصوص یونوسفر و تشخیص میدانهای الکترومغناطیسی و گرانشی مریخ است. به طور کلی روی مدارگرد چینی‌ها هفت ابزار علمی شامل دوربین با وضوح متوسط، دوربین با وضوح بالا، رادار زیرسطحی مدارگرد، حسگر مغناطیسی، طیفسنج مواد معدنی، تحلیلگر ذرات خنثی و یونها و تحلیلگر ذرات پرانرژی مریخ و روی مریخ‌نورد همین مأموریت، شش ابزار علمی شامل رادار زیرسطحی مریخ نورد، آشکارساز میدان مغناطیسی، رصدگر آب و هوا، آشکارساز ترکیبات سطح، دوربین نقشهبرداری و جهتیابی و دوربین تصویربرداری در چند طیف نصب شده است. آشکارساز میدان مغناطیسی مریخ‌نورد اطلاعات ارزشمندی از میدان مغناطیسی گذشته مریخ و رادار نفوذی به زمین (GPR) به تشخیص ساختار‌های زمینشناسی زیر سطح سیاره کمک خواهند کرد.
انجام این ماموریت جاهطلبانه از پیشرفت چشمگیر برنامههای فضایی چین خبر می‌دهد. هنوز هم ممکن است اشتباهاتی پیش آید، اما تاکنون که خوب پیش رفته است. جالب است بدانید آژانس فضایی چین در بهار ۱۳۷۲ تاسیس شده است و در کمتر از ۳۰ سال توانسته مدارگرد، سطح‌نشین و مریخ‌نورد را راهی سیاره سرخ کند.
مقامات چینی درباره جزئیات تیان‌ون-۱ مثل هزینهها و آمادهسازی برای پرتاب صحبتی نکردهاند. ماموریتهای 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 ۴۰ شمسی کاوشگر‌های مارینر (Mariner) اولین تصاویر را از مریخ تهیه کردند. سطحنشینهای وایکینگ ۱ و ۲ (Viking ۱ & ۲) اولین دستساختههای بشر بودند که روی سطح سیاره فرود آمدند و برای جست‌وجوی حیات در مریخ ماموریت داشتند. در ادامه، این فعالیتها با ارسال و فرود موفقیتآمیز مریخ‌نورد کیوریاسیتی (Curiosity به معنی کنجکاوی) در سال ۱۳۹۱ شمسی/۲۰۱۲ میلادی به اوج رسید و به تصاویر سیاه و سفید مریخ رنگ بخشید. به‌علاوه نشان داد این سیاره محیطهای قابل سکونت متنوعی داشته است و ما را به یافتن شواهدی از حیات امیدوار کرد.
مریخ‌نورد «استقامت» یا همان «پرسویرنس» مسافر بعدی است که به احتمال زیاد امروز ۹ مرداد ۹۹ از پایگاه کیپ کاناورال در فلوریدا سوار بر پرتابگر اطلس ۵ راهی مریخ خواهد شد تا اگر همه چیز طبق برنامه پیش برود ۳۰ بهمن امسال در دهانه جزرو (Jezero Crater) فرود بیاید. دهانه ۴۵ کیلومتری جزرو، دهانهای برخوردی است که ۵/۳ میلیارد سال قبل در آن درهِ رودخانهای وجود داشته است که آبش وارد حوضه آبریز دهانه میشده و دریاچهای به مساحت حدود یک‌دهم دریاچه ارومیه ایجاد کرده بود. جالب اینجاست که از آبرفت آن رودخانه نیز دلتا شکل گرفته است.
رسوبات دلتا‌ها میتوانند نشانههای حیات احتمالی را که در دریاچه وجود داشته است، حفظ کرده باشند. اما «استقامت» به تنهایی قادر به تشخیص این شواهد نیست، برای همین یکی از اهداف اصلی این مریخ‌نورد جمعآوری و انبارکردن نمونههایی با نشانههای بالقوه اخترزیستی در قوطیهایی 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 نشانههای زیستی نمونهها 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 ۱۴۰۷/۲۰۲۸ به مریخ خواهد رسید و تا سال ۱۴۱۰/ ۲۰۳۱ نمونهها را به سیارهمان بازخواهد گرداند.
این مریخ‌نورد، 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 ۹۰ روز اول این ماموریت فعالیت خواهد داشت. این اولین پرواز یک ربات در دنیایی جز زمین خواهد بود که از سطح مریخ و مریخنوردی که آن را به مریخ رسانده است، عکسبرداری خواهد کرد. اگر این بالگرد به‌خوبی عمل کند می‌تواند به جزئی همیشگی از ماموریتهای مریخی آینده ناسا تبدیل شود.
نگاهی به ابزار‌های علمی کاوشگر ناسا
مریخ‌نورد «استقامت» مجهز به هفت‌ابزار علمی و مناسب و در مجموع ۲۳ 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، مریخ‌نورد دوقلوی کنجکاوی (Curiosity) باشد. هر دو برای فرود از فناوری جرثقیل آسمان (sky crane) استفاده می‌کنند. در ماموریت قبل، کیوریاسیتی به کمک طنابهایی از جرثقیل آسمان جدا شد و به آرامی روی سطح فرود آمد. پرسویرنس گرچه از نظر ظاهری شبیه کیوریاسیتی است، اما از نسخههای جدیدتری مثل سیستم فرود دقیقتر استفاده می‌کند و چرخهایش نیز بسیار متفاوتند؛ چرخهایی محکم برای روبهرو شدن با سطح ناهموار مریخ.
تأمین برق مریخ‌نورد بر عهده ژنراتور ترموالکتریک رادیوایزوتوپ چند منظوره (MMRTG) است. وزن کلی این ژنراتور ۴۵ کیلوگرم است که ۸/۴ کیلوگرم آن را دی‌اکسید پلوتونیوم تشکیل می‌دهد. گرمای تولید شده حاصل از فروپاشی این عنصر رادیواکتیو به الکتریسیته تبدیل می‌شود و توان الکتریکی تولید شده آن معادل ۱۱۰ وات است. به‌علاوه مریخ‌نورد را در طول شبهای سرد مریخ گرم نگه میدارد. برخلاف صفحههای خورشیدی، MMRTG انعطافپذیری قابل توجهی در عملکرد ابزار‌های مریخ‌نورد حتی در شب و در طول طوفانهای گرد و غبار در طول زمستان مریخ فراهم کرده است.
ابزار‌های کیوریاسیتی به دنبال بررسی زیستپذیری مریخ بودند، در حالی که پرسویرنس با مجموعهای از ابزار‌های مختلف به دنبال شکار شواهدی از حیات است.
بازوی رباتیکی مریخ‌نورد استقامت ۱/۲ 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 سنگهای مریخ اندازهگیری می‌کند. به کمک ابزاری به نام واتسون (WATSON) می‌تواند همزمان تصاویری بصری بگیرد و به کمک ابزاری به نام شرلوک (SHERLOC) توزیع مواد آلی را به‌دست آورد.
با مجموع همه این‌ها شواهدی قانع‌کننده از امکان وجود نوعی حیات ساده به‌دست خواهد آمد. چنین شواهدی با طیف سنج رامان ابزار شرلوک در ناحیه فرابنفش ارزیابی میشوند. از این رو ترکیبات سنگ بدون این‌که مانند کیوریاسیتی به تبخیر سنگ با پرتو لیزر نیاز باشد، مشخص میگردد. این مخربترین تکنیکی بود که در کیوریاسیتی به‌کار گرفته شد.
«استقامت» چند ترفند دیگر هم در آستین دارد؛ ابزاری به نام میدا (MEDA) آبوهوای مریخ را رصد خواهد کرد و ابزار موکسی (MOXIE) از دیاکسیدکربن هوای مریخ، اکسیژن تولید می‌کند؛ این ابزاری حیاتی برای ماموریتهای 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 می‌کند. به‌علاوه انواع دوربین با وضوح بصری بیسابقهای از سطح مریخ و هنگام فرود با جزئیات فیلمبرداری خواهد کرد.
پس از فرود، مریخ‌نورد استقامت دو سال اول مأموریت خود را در دهانه جزرو برای بررسی و جمعآوری نمونههای حیات سپری خواهد کرد. سپس به سمت خارج از دهانه رانندگی خواهد کرد تا به منطقه همسایه یعنی میدوی (Midway) با سنگهای کربناته فراوان برسد. بعضی از تختهسنگهای اینجا به بزرگی یک خانه است و امکان دارد بخشهایی از لایه گوشته مریخ باشد که هنگام برخوردی که دهانه جزرو را شکل داده، به بیرون پرتاب شده است. بررسی آن‌ها دانش ما را از زیر سطح مریخ کاملتر خواهد کرد.
منبع: Scientific American ، mars.nasa.gov و روزنامه جام جم