به بهانه سالروز پرتاب فضاپیمای «فینیکس»
روزی که ققنوس ناسا به سوی مریخ پرواز کرد!
در ۴ اوت سال ۲۰۰۷ فضاپیمای رباتیک «فینیکس» طی یک ماموریت اکتشاف فضایی برای جستوجوی آب و زندگی در مریخ به فضا پرتاب شد.
تلاشها برای رسیدن به مریخ سالهاست که ادامه دارند و آژانسهای فضایی تلاش میکنند تا با فرستادن ماموریتهای گوناگون به این سیاره، به شرایط آن پی ببرند و نشانههایی از زندگی را در آن جستوجو کنند.
به نقل از امریکن ساینتیست، مریخ مانند زمین دارای کلاهکهای یخی قطبی، ابرهایی در جو خود و الگوهای آبوهوایی فصلی است. این سیاره ویژگیهای زمینشناسی آشنایی مانند آتشفشانها و درهها دارد. با وجود این، اگرچه نشانههایی از سیل در گذشتههای باستانی مریخ وجود دارد، اما اکنون ظاهراً یک سیاره بایر است.
پرسشهای بسیاری درباره مریخ وجود دارد که آژانسهای فضایی برای پاسخ دادن به آنها تلاش میکنند. تاریخچه آب مایع در مریخ چیست؟ آیا آب تا به حال برای یک دوره زمانی قابل توجه از نظر زمینشناسی روی سطح مریخ یا زیر سطح آن پایدار بوده است؟ آیا مریخ در دوران باستانی خود گرم و مرطوب بوده است؟ اگر چنین است، چه چیزی باعث تغییر ظاهری آبوهوا شده است؟ آیا شکلهای اولیه زندگی زمینی ممکن است در محیط کنونی یا گذشته مریخ تکامل یافته باشند؟ اینها پرسشهای اصلی هستند که از اواسط دهه ۱۹۶۰ کاوش در مریخ را هدایت کردهاند. علاوه بر این، اگر انسانها زمانی سعی در سفر به سیاره دیگری یا حتی ایجاد پایگاهی در آن داشته باشند، احتمالاً مریخ را انتخاب خواهند کرد. بنابراین، دلیل بیشتری برای یادگیری بیشتر درباره سیاره همسایه ما وجود دارد.
ماموریتهای مریخ، ترکیبی از شکست و موفقیت بودهاند. این اکتشافات، گروهی از پژوهشگران به سرپرستی «پیتر اچ. اسمیت»(Peter H. Smith) از «دانشگاه آریزونا»(UArizona) را بر آن داشت تا ماموریتی را توسعه دهند که براساس طرحهای پیشین ساخته شده باشد و از فرودگر «نقشهبردار مریخ»(Mars Surveyor) که قبلاً تکمیل شده، اما استفاده نشده بود، استفاده کند. بدین ترتیب، فرودگر مریخی «فینیکس»(Phoenix) متولد شد. دلیل نامگذاری فینیکس - به معنای ققنوس - این بود که مانند پرنده افسانهای از خاکستر پیشینیان خود احیاء شده بود.
آناتومی یک فرودگر
مجموعه تجهیزات علمی فینیکس شامل چندین سیستم تصویربرداری بود که سطوح گوناگونی از وضوح را داشتند. این تجهیزات از کمترین تا بالاترین وضوح به شرح زیر بودند.
- «تصویرگر سطح استریو»(SSI) با وضوح حدود یک میلیمتر در هر پیکسل
- «دوربین بازوی رباتیک»(RAC) با وضوح بیش از ۲۴ میکرومتر در هر پیکسل
- «میکروسکوپ نوری» با وضوح حدود چهار میکرومتر در هر پیکسل
- «میکروسکوپ نیروی اتمی»(AFM) با وضوح حدود ۰.۱ میکرومتر در هر اسکن
تصویرگر سطح استریو کاوشگر فینیکسهمچنین، این فضاپیما دارای یک «واحد آزمایشگاهی شیمی مرطوب»(WCL) بود که در آن میتوانست خاک مریخ را با آب مایع مخلوط کند. این واحد از چهار سلول تشکیل شده بود که هر کدام برای یک بار استفاده طراحی شده بودند. محلول آبی حاصل توسط الکترودهای یونگزین تحلیل میشد که اطلاعاتی را درباره ترکیبات موجود در خاک مانند نمکهای محلول در آب مایع ارائه میدادند.
یکی دیگر از تجهیزات مهم فینیکس، یک آنالیزور حرارتی بود که برای گرم کردن نمونههای خاک تا ۱۰۰۰ درجه سلسیوس طراحی شده بود. گازهای تبخیرشده نیز با روش طیفسنجی جرمی مورد بررسی قرار میگرفتند. این گروه از تجهیزات میتوانستند با تشخیص مولکولهای آلی اصلی یا قطعات تولیدشده حرارتی آنها، موجودی ترکیبات آلی بالقوه را در خاک مریخ مشخص کنند، زیرا دماهایی که گازهای خاص در آنها آزاد میشوند، هویت ترکیب اصلی را محدود میکنند. با افزایش مقدار گرما در سطوح مشخص، هرگونه افزایش اضافی دما میتوانست تغییر فاز را نیز در ترکیبات آشکار کند.
این فضاپیما یک بازوی رباتیک داشت که به آن امکان میداد تا ویژگیهای فیزیکی خاک را مشخص کند. بیلچهای که در انتهای بازوی ۲.۳ متری قرار داشت، به کنترلکنندهها امکان میداد تا نمونههای خاص خاک را انتخاب کنند و به تجهیزات گوناگون انتقال دهند. یک مته در پشت بیلچه نصب شده بود. دوربین نصبشده روی بازوی رباتیک، امکان دیدن داخل بیلچه را فراهم میکرد و به تصویربرداری از نمونه خاک جمعآوریشده با وضوح بالا میپرداخت. حسگر نصبشده در کنار بیلچه میتوانست رسانایی الکتریکی و حرارتی خاک را اندازهگیری کند. یک حسگر دیگر نیز میتوانست فشار بخار آب و رطوبت نسبی را در جو اندازهگیری کند.
تعدادی از گودالهای حفرشده توسط کاوشگر فینیکس ناسا روی سطح مریخپرواز ققنوس
به نقل از ناسا، موشک «دلتا ۲»(Delta II) حامل فینیکس در چهارم اوت سال ۲۰۰۷ پرتاب شد. فضاپیما در ۲۵ مه ۲۰۰۸ با سرعت نزدیک به ۲۱ هزار کیلومتر در ساعت به جو مریخ وارد شد و در ساعت ۲۳:۳۸:۳۸ در «گرین ولی»(Green Valley) منطقه «واستیتاس بوریالیس»(Vastitas Borealis) روی سطح سیاره فرود آمد. این اولین فرود موفقیتآمیز یک فرودگر نرم ثابت روی مریخ از زمان «وایکینگ ۲»(Viking 2) در حدود ۳۲ سال پیش از آن بود.
عکس فینیکس روی مریخدر طول فرود، دوربین «HiRISE» نصبشده روی «مدارگرد شناسایی مریخ»(Mars Reconnaissance Orbiter) به وضوح از فینیکس در حالت معلق عکس گرفت. این نخستین باری بود که یک فضاپیما در طول فرود روی سیاره از فضاپیمای دیگری عکس میگرفت.
عکس دوربین HiRISE از موقعیت فینیکس روی مریخفرودگر فینیکس برای کشف اسرار قطب شمال مریخ، مطالعه تاریخچه آب و جستوجوی مولکولهای آلی پیچیده طراحی شده بود. در فرآیند جستوجوی آب در مریخ، مناطق قطبی مکانهای مناسبی برای کاوش هستند، زیرا یخ آب در آنجا یافت میشود. فینیکس در شمالیترین نقطه نسبت به همه ماموریت پیشین و در عرض جغرافیایی معادل شمال آلاسکا فرود آمد.
فینیکس علاوه بر تأیید وجود یخ آب زیرسطح مریخ، ردپایی را از ماده شیمیایی پرکلرات کشف کرد که میتواند منبع انرژی احتمالی برای میکروبها و منبع احتمالا ارزشمندی برای کاوشگران انسانی آینده باشد.
فینیکس در طول ماموریت سهماهه خود، به لایهای غنی از یخ در نزدیکی سطح مریخ نفوذ کرد و نمونههایی از خاک و یخ را برای یافتن شواهدی مبنی بر این که آیا این مکان تاکنون برای زندگی مناسب بوده است یا خیر، مورد بررسی قرار داد. این کاوشگر پیش از باز کردن پنلهای خورشیدی خود، ۱۵ دقیقه صبر کرد تا گرد و غبار فروکش کند. اولین تصاویر، سطحی صاف و پوشیده از سنگریزه و فرورفتگی را نشان میدادند، اما با توجه به موقعیت شمالی آن، هیچ سنگ یا تپه بزرگی دیده نمیشد. در عرض چهار روز، فینیکس یک پانورامای کامل ۳۶۰ درجه را از سطح سرد مریخ به زمین فرستاد، بازوی رباتیک را مستقر کرد و به فرستادن گزارشهای منظم آبوهوا پرداخت.
دو آرایه خورشیدی فینیکس در طول آزمایش روی این کاوشگر باز شدنددر ۳۱ مه، بازوی رباتیک خاک را جمعآوری کرد و به نمونهبرداری از خاک مریخ برای یافتن یخ پرداخت. تا ۱۹ ژوئن، دانشمندان ماموریت توانستند به این نتیجه برسند که تودههای مواد روشن در گودال «دودوگلدیلاکز»(DodoGoldilocks) که توسط بازوی رباتیک حفر شده بود، احتمالاً یخ آب هستند. آن مواد چهار روز پس از حفر تبخیر شده بودند.
ناسا در ۳۱ ژوئیه رسماً اعلام کرد که بر اساس نمونه جمعآوریشده توسط این کاوشگر و دستگاه آنالیزور حرارت و گاز «TEGA»، در مریخ آب وجود دارد.
گروه فینیکس در پنجم اوت اعلام کردند پرکلراتهایی را روی سطح مریخ یافتهاند که احتمال زندگی در مریخ را نه تأیید و نه رد میکنند. این نتایج، دانشمندان را بر آن داشتند تا دادههای فضاپیماهای وایکینگ را دوباره بررسی کنند.
تا پایان ماه اوت، فینیکس ماموریت ۹۰ روزه برنامهریزیشده اولیه خود را که تا ۳۰ سپتامبر تمدید شده بود، به پایان رساند. در ۱۲ سپتامبر، این کاوشگر نمونه جدیدی از خاک را به آزمایشگاه شیمی مرطوب خود رساند که مخلوطی از محلول آبی با خاک مریخ بود و بخشی از فرآیند شناسایی مواد مغذی محلول و سایر مواد شیمیایی موجود در خاک به شمار میرفت. نتایج اولیه نشان داد که خاک قلیایی است و از نمکها و سایر مواد شیمیایی مانند پرکلرات، سدیم، منیزیم، کلرید و پتاسیم تشکیل شده است.
فینیکس ششمین فرود موفقیتآمیز ناسا روی مریخ از میان هفت تلاش آن بود و نخستین فرود آن را در منطقه قطبی مریخ رقم زد. این فرودگر ماموریت خود را در اوت ۲۰۰۸ به پایان رساند و در روز دوم نوامبر همان سال آخرین ارتباط کوتاه خود را با زمین برقرار کرد، زیرا انرژی خورشیدی خود را با فرارسیدن زمستان مریخی از دست داده بود.
این ماموریت در روز ۱۰ نوامبر ۲۰۰۸ پس از آن که مهندسان نتوانستند دوباره با آن تماس بگیرند، پایانیافته اعلام شد. پس از تلاشهای ناموفق برای تماس با فرودگر توسط مدارگرد «اودیسه»(Odyssey) تا انقلاب تابستانی مریخ و پس از آن در ۱۲ مه ۲۰۱۰، «آزمایشگاه پیشرانش جت» ناسا اعلام کرد که فرودگر از کار افتاده است. این برنامه موفقیت بزرگی بود، زیرا همه آزمایشها و مشاهدات علمی برنامهریزیشده را تکمیل کرد.
داستان اکتشاف مریخ همچنان ادامه دارد و آژانسهای فضایی قصد دارند پس از فرود آمدن روی ماه، برای بردن انسان به مریخ برنامهریزی کنند.
نظر شما