مریخ میدان تازه رقابت چین و آمریکا!

پس از پرتاب هفته گذشته فضاپیمای چینی تیان‌ون-۱ به سوی مریخ، اگر وضع هوا مناسب باشد امروز مارس ۲۰۲۰ ناسا راهی سیاره سرخ می‌شود.

کد خبر: ۵۱۶۰۶۱

تاریخ: ۱۰ مرداد ۱۳۹۹ - ۰۴:۲۰

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: روزنامه جام جم